6月5日，中国科学院院士、哈尔滨工业大学（丽江）空天科技学院院长魏奉思在丽江创新发展钻研院科技创新院士汇报厅的演讲中说，卫星数量的增长速度已经远超过治理能力的提升速度。 目前绝大无数卫星的工作方式是：在轨观测，数据传回地面，地面系统处置和研判，再把指令传回卫星执行。魏奉思以为，等这一套流程走完，空间环境可能已经变了。 为了扭转这种“大无数卫星有眼睛但没有脑子”的情况，2016年，魏奉思向中国科学院提出“数字空间”的战术构思，主张建设空间数字化、智能化体下反映对大航天时期的挑战。 在这一构思下，他和团队在研造的“卫星大脑”系统，由感知、认知和行为三套子系统组成，指标是让卫星在轨自主实现从环境监测到决策执行的全过程，不再依赖地面指挥回路。 但规模越大，低轨卫星的共性风险也越显著。魏奉思在演讲中提到，星链的整体坠毁率已达12.7%，一个典型案例产生在2022年2月：SpaceX一次发射49颗星链卫星，遭逢太阳风暴，高层大气密度短功夫内急剧升高，卫星轨路加快衰减，其中40颗坠入大气层销毁。 低轨卫星运行在距地面350公里到1000多公里的空间。这个区域的大气密度、电离层状态、地磁场强度时刻在变动，太阳风暴来一时，这些参数会在几分钟内剧烈颠簸。在这种情况下，卫星轨路会衰减，通讯频率必要调整，导航定位精度会大幅偏移。若是卫星自身没有感知和应对这些变动的能力，只能靠地面系统远程操控，反映速度很难跟上环境变动速度。 魏奉思举了两个例子来注明空间环境变动的影响有多大。第一个例子涉及空间站对接。在一次航天器对接过程中，一个看起来并不严沉的太阳活动导致轨路忽然偏移约100米。 100米的误差意味着一次对接失败，航天器必要沉新绕行多圈能力再次尝试。中国早期的对接流程耗时约47个幼时，如今已缩短至6幼时左右，进取显著，但空间环境变动带来的滋扰始终存在。 第二个例子涉及导航精度。魏奉思说，其团队曾做过一组测试，两个现实相距约37公里的地面接管点，由于电离层产生变动，导航定位上险些被“压缩”成了统一个地位，误差达到30多公里。这种影响在日常生涯中也有体现。 魏奉思提到，在丽江，车载导航有时会在岔路口指向谬误方向，或者让驾驶员在某个区域里绕半个幼时都转不出来，背后的原因之一就是空间环境变动导致的导航信号偏移。 他以为，中国航天几十年来在硬件上走得很快，卫星和火箭的成就全球瞩目，但数字化、智能化的软能力没有同步跟上。他在演讲中直言，航天效益目前仍是造约中国航天发展的短板之一，投入产出迸纂国际先进水平存在显著差距。 魏奉思暗示，在其参加过的屡次国度级航天规划钻研中，空间数字化、智能化方向的技术路线往往最终会着墨不多。他举例说，此前一份涉及航天强国建设的国度级规划汇报中，对航天数字化和智能化的论述只占了一幼段篇幅，短缺清澈的技术路线和系统性的部署规划。 魏奉思把大航天时期面对的主题挑战概括为“六高”：高动态时变、高时效应对、高精度节造、高分辨鉴别、高覆盖时空、高数智利用。数以万计的卫星挤在一个相对狭幼的空间里，没有空间数字化、智能化能力的支持，安全管控和高效运营都很难实现。 俄乌矛盾也提供了一个参照。魏奉思说，在俄乌矛盾中卫星承担了大量窥伺工作，但数据传回地面、处置之后再回传的周期太长，从发现指标到实现进攻之间短缺急剧关环，好多正本能够利用的窗口在期待指令的过程中就错过了。 魏奉思团队在2019年正式启动“卫星大脑”研造。该规划的主题是在卫星上集成三套系统：感知系统实时监测空间环境和卫星自身状态；认知系统基于空间物理法规，判断环境变动会对轨路、通讯、导航产生什么具体影响；行为系统则凭据认知了局，自主执行轨路调整、姿势节造、通讯切换等操作。 这套逻辑能够用一个单一的例子来理解。魏奉思说：你拍一下自己的手，大脑瞬间感知到被拍，随即判断是蚊虫叮咬还是自己触碰的，而后决定是拍从前还是缩手。整个过程在毫秒内实现，能耗极低。 天然界的群体行为也遵循类似的逻辑。好比，数万只鸟吃惊后能瞬间变换队形，彼此不会撞在一路，由于每只鸟都有自己的感知和应对机造，鸟群之间又通过信号形成信息互联。 谈及当前业界关注的太空AI算力方向时，魏奉思持分歧见解。凭据近日SpaceX招股书披露的信息，该公司打算最早2028年向低轨发射搭载GPU（图形处置器）、以太阳能供电的算力卫星，在太空中执行AI推理工作。对此，魏奉思以为，对于卫星这类能源和空间均受限的系统，这条路走不通。另表，太空中能源、散热、算力都受到严格约束，把地面的通用大模型和AI服务器直接搬到太空，也不定切合航天的现实需要。 魏奉思主张的技术路线接装大脑智能”，主题特点是幼数据、幼模型、幼能耗，基于空间物理的因果关系建模。他举了这样一个例子：车辆自动驾驶时前方出现行人，系统不能由于“有99%的概率不会撞上”就持续行驶，必须做出确定性的安全判断。他以为，卫星轨路节造是同样的路理，大气密度变动对轨路衰减的影响是明确的物理因果关系，能够建模推算。 谈及卫星大脑能否自主应对表部滋扰时，魏奉思说，这正是卫星大脑要解决的主题问题之一。每颗卫星的能量都是有限的，卫星大脑的价值在于让卫星在有限能量前提下，凭据感知、认知、行为的关环机造，作出更优的自主决策。 第一步，在地面尝试室实现道理样机，验证星上数据处置、环境建模和应对建议天生等根基能力。这一步目前已根基实现，团队造作的道理样机表形像一个头盔，内部是推算平台，目前沉量已压缩到10公斤以下，还在持续减沉以满足上星要求。