魏奉思院士打造卫星大脑 中国有望领跑智能航天新赛道

“卫星上了天，不能只有眼睛、没有脑子。”

这句话来自中国科学院院士、哈尔滨工业大学（深圳）空天科技学院院长魏奉思，在深圳创新发展研究院“院士报告厅”活动上的一番直言。他点出了一个航天领域的核心痛点：当前航天智能化水平严重滞后于实际应用需求。

数以万计的低轨卫星正加速涌入太空，空间环境日益拥挤，航天任务的动态性与复杂度持续攀升。传统依赖地面指挥中心逐一下达指令的管控模式，已逐渐力不从心。魏奉思开出的药方是——率先打造“卫星大脑”，开辟空间数字化、智能化的新路径。

这并非单纯的技术升级。从更宏观的视角来看，它有望催生一个潜力巨大的全新产业。

大航天时代的“六高”挑战

魏奉思是中国空间天气研究的先驱之一，十年前就在国际上率先提出“数字空间”概念。他在演讲中梳理出大航天时代面临的“六高”挑战：高动态时变、高时效应对、高精度控制、高分辨识别、高覆盖时空、高数智应用。未来几年，全球低轨卫星数量可能突破10万颗。他直言不讳：“如果没有空间数字化、智能化的支撑体系，这是不可想象的。”

（图为魏奉思院士在深圳创新发展研究院“院士报告厅”发表演讲）

现实已经敲响警钟。2024年2月，一次强度并不算特别高的太阳风暴，直接导致SpaceX多颗星链卫星因大气阻力骤增而坠入大气层。截至目前，星链整体坠毁率已达12.7%。

面对这种困局，美国正尝试把人工智能服务器和大模型直接搬上卫星。但魏奉思的判断有所不同：“太空中能源、散热、算力及可靠性都受到极其严格的制约。把地面大模型原封不动地搬上去，未必行得通。”

他主张走另一条技术路线：以自然界因果关系的科学认知为基础，借鉴大脑智能“感知—认知—行为”的功能逻辑，打造真正的“卫星大脑”。

魏奉思用一个简单的动作打比方：“你拍一下自己的手，大脑马上感知，然后判断是被打了还是自己碰的，最后决定把手收回来还是拍回去。这个过程能耗极低，毫秒级完成。”卫星大脑要做的，就是赋予航天器同样的能力——实时感知空间环境和自身状态，快速认知变化性质和影响，再自主采取最优行为。比如遇到大气密度突然增加，自动调整轨道和姿态，完全无需等待地面指令。

百亿级起步产业新赛道

这个构想并非纸上谈兵。魏奉思团队早在2019年就启动了“卫星大脑”研制，并规划了清晰的“三步走”战略：

第一步，研制地面实验室原理样机，验证星上数据处理、“刷脸”建模、自主决策的可行性。目前可行性实验已基本通过。
第二步，开展星上实验，验证感知、认知、行为三大系统在轨运行能力，初步实现自主轨道与姿态调整。
第三步，到空间站或真实低轨卫星上进行应用验证，形成可商业化的产品。

2024年，科技部“工程科学与综合交叉”重点专项已正式批准支持这一方向。同年12月，团队正式提出“数字空间一号”智能航天卫星大脑星上实验计划，面向我国低纬度地区开展关键技术验证。魏奉思说：“我们做的东西，已经不是一个概念，而是一个看得见、摸得着的原理样机。”

他呼吁投资界、企业界和社会多方加入，共同将这一梦想变为现实。他算了一笔账：如果未来中国有3万颗低轨卫星上天，其中20%安装卫星大脑，每套按数百万元计算，那就是数百亿级的市场规模。再加上算法、服务平台、数据服务、运维服务等，产业价值远不止于此。

更关键的是，卫星大脑若能降低几个百分点的卫星坠毁率，减少避碰机动次数，提升通信、导航、遥感效率，其创造的经济价值将更加可观。魏奉思说：“如果打造一个面向大航天时代的数字航天应用服务平台，不仅服务中国卫星，也服务全球卫星，其产业价值很难用百亿、千亿简单估算。”

他还建议设立商业航天科技创新与应用产业基金，把高校、研究所、企业、应用单位组织起来，形成资源共享、协同创新的生态网络。

智能航天的中国机遇

为了帮助听众理解，魏奉思专门解释了为何“大脑智能”比当前流行的人工智能更适合应对空间挑战。

“人工智能是人的大脑创造出来的，是大数据、大模型、大能耗，它正在做普惠性的重要贡献。但卫星、火箭、无人机、汽车、机器人这类复杂物理系统，需要的是小数据、小模型、小能耗、高确定性的智能。”他举例说，“假设汽车前面有一个人，你不能说‘我做到只有1%的概率撞上就可以’。这类系统需要确定性安全，而不是概率上的最优可能。大脑智能恰恰能做到这一点。”

魏奉思认为，当前航天领域仍处于数字化、智能化发展的初级阶段。如果中国率先建立以智能航天、卫星大脑为核心的数字空间大脑体系，就有望自主应对地球空间、日地空间、太阳系空间中遇到的各种航天环境和航天系统问题，开启智能航天的新纪元。

他最后说，希望有眼光、有胆量的企业家和地方政府能抓住这个窗口期。“中国人就应该干这样的事。”