AI助推航天发展 加速对浩瀚太空探索的脚步

近日，快舟一号甲遥十一运载火箭，搭载“吉林一号”高分02A卫星从酒泉卫星发射中心发射升空，卫星顺利进入预定轨道。同期我国在太原卫星发射中心的长征六号运载火箭以一箭五星方式成功将宁夏一号卫星（又称钟子号卫星）发射升空。此次两枚火箭发射时间仅间隔175分钟，创造了我国火箭发射间隔最短的纪录。

快舟一号甲固体运载火箭由中国航天科工集团四院所属航天科工火箭技术有限公司研制，火箭采用国际通用接口，主要为低轨小卫星提供发射服务，具备200公斤／700公里太阳同步圆轨道运载能力，具有入轨精度高、准备周期短、发射成本低等特点。

“吉林一号”高分02A卫星是长光卫星技术有限公司自主研发的新型光学遥感卫星。该星充分继承了“吉林一号”卫星成熟单机以及技术基础，具备高分辨率、大幅宽、高速数传等特点。卫星入轨后，将与此前发射的13颗“吉林一号”卫星组网，为农业、林业、资源、环境等行业用户提供更加丰富的遥感数据和产品服务。

1．AI在航天中的应用

在18年的7月，IBM给国际空间站送去了一个人工智能礼物CIMON。它是IBM公司推出的人类第一位宇航员交互式移动伙伴（Crew Interactive Mobile Companion），是一种移动和自主辅助系统，由IBM和德国宇航中心、空中客车公司强强联合开发而来。

它能协助宇航员进行科学实验，并具有数据查询功能，能大幅提高工作效率。在科学实验的任何步骤，它都会进行详细记录。CIMON高度人工智能技术的集成，有文字、语音和图像实时捕捉融合处理能力，能与宇航员进行对话。CIMON能人脸和情绪识别，在智能算法支持下，帮助宇航员疏解压力，提高工作效率。在宇航员休息时，他还能24小时不间断工作，时刻监测着国际空间站的异常，实现早期预警。

NASA利用了人工智能开展了许多新项目，快速推进人工智能实验室在规划和调度领域进行基础研究，这些项目在科学分析应用，深空网络操作，航天器指挥和航天运输系统都有很大的贡献。

NASA任务中使用的航天器（在2000之前）没有能力根据空间收集的数据进行自主判断。然而，自2003以来，ASE（自动科学航天实验）在进行对地球观测任务，并采用连续的规划，在模式识别和机器学习来提高效率。

ASE软件演示了使用机载决策来识别、检查和响应事件和下行链路的能力，这些数据只包含最高值的数据。该AI技术包括了大量的有用的模块，例如：分析图像数据以检测触发条件的星载科学算法；支持事件驱动处理和低级别自治的鲁棒性执行管理软件；CASPER软件重要的重新规划的活动如下行链路。

ASE在地球科学、空间物理和行星科学方面开辟了一系列广泛的新应用。该技术减少了异常丢失的停机时间，减少了使用自治软件的设备安装时间，并且显著地提高了固定下行链路的科学性。

最初，ASE包含监控高层次目标的科学目标。CASPER是用来产生周期性监测计划的目标（使用Hyperion仪器）。该系统所使用的科学算法检测图像并根据其检测下行链路。如果没有合适的现象，科学软件命令策划者获得下一个最高优先级的目标。

2．AI在航天中的展望

AI＋运载火箭—未来，将运载火箭设计阶段梳理的飞行过程故障模式与传感器参数相结合，研究基于人工智能的运载火箭飞行阶段故障自诊断以及深度学习训练方法，在分秒必争的运载火箭飞行段完成故障预测、故障定位与故障隔离工作，并通过轨迹弹道重规划、制导姿控模型重生成，有效隔离局部故障，规避失败风险，最优化飞行轨迹与姿态控制，有效挖掘潜在运力资源

AI＋深空探测—基于人工智能、视觉计算、监控装置的自动驾驶将大幅提高探测、地形勘测的效率。根据视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的地形状况，利用图像识别等智能感知技术、智能决策和智能控制技术可以实现行星探测车的自主行动，选取最优探测路线，智能避开障碍物体，以最小的代价、最高的效率采集有用信息，大大辅助深空探测应用。

大数据人工智能等技术与航天装备的结合是未来的发展趋势，实现装备信息智能采集、远程保障、智能决策的完美融合并通过信息和通信技术的应用，加速对浩瀚太空探索的脚步。