太空AI时代来了吗 在轨处理技术加速情报周转

太空AI时代是否真的来临？9月20日12时03分，力箭一号遥十八火箭在东风商业航天创新试验区点火升空，成功将包括超智算一号在内的9颗卫星送入预定轨道。这些卫星能够在山火、洪水及地质灾害发生时，迅速提供地面变化信息，协助确定灾害范围与道路状况。传统遥感卫星一般先回传原始大图，再由地面机房进行筛选识别，整个流程通常耗时数小时。而超智算一号采取新方案，在拍摄后先完成在轨影像解析、目标识别和数据筛选，仅回传关键结果，例如火点范围、异常目标及重点区域，目标是将响应时间从数小时缩短至分钟级。

超智算一号的主载荷由一套4米可见光相机和一台星载AI计算机组成。相机负责拍摄，计算机负责在轨处理数据并筛选有用信息。这一做法改变了遥感数据的处理顺序，从以往的“天感地算”转向“天感天算”，既减轻了带宽压力，也加快了情报周转速度。同批发射的鹏城首发星（又称鹏城南科一号）也采用了类似技术，搭载5G非地面网络通信、星地激光通信和数字视网膜在轨计算，能够在太空完成部分通信、感知和识别任务，从而提升突发灾情的响应速度。

多星发射任务面临诸多挑战，包括星箭总体匹配、载荷接口兼容性以及多星分离时序。力箭一号副总师孙良杰指出，9颗卫星的重量、尺寸和电气接口各不相同，需要在整流罩内分层排布，并按设定顺序分离，以避免碰撞或干扰其他卫星入轨。力箭一号通过采用通用化星箭电气接口和标准化卫星支架，提升了多星发射效率。此次超智算一号与秦岭01、秦岭02、云霄探路者、谛听01组A/B/C、鹏城首发星、浦江四号共同拼车发射，降低了成本和时间。

这些卫星不仅用于拍照，还承担遥感、频谱监测、通信和在轨计算等多种任务。例如，秦岭01、02服务于秦岭和黄河地区的生态监测；谛听01组A/B/C进行天基电磁频谱监测；云霄探路者和浦江四号分别开展科学试验和观测验证。

将AI计算机置于卫星上存在多个难点。太空真空环境使芯片主要依靠辐射散热，高性能AI芯片功耗较高，需要专门的热控措施。此外，高空粒子和宇宙射线可能导致单粒子翻转、数据错误及器件性能漂移。因此，星载AI通常采用抗辐照芯片或商用芯片加系统级容错、加固和冗余设计。供电也是一项限制因素，卫星依赖太阳翼取电，必须平衡通信、姿控、存储和载荷的需求。

通信环节决定了星上计算结果能否及时送达地面。超智算一号强调仅回传高价值结果，鹏城星则配备星地激光通信，以减轻原始数据回传压力。然而，在高速相对运动的卫星之间建立和保持链路并不简单，还需应对光斑对准、平台振动和大气影响等问题。

单颗卫星具备识别能力，并不代表整个星座已形成算力网。多星协同需要解决谁拍到、谁先算、结果给谁以及模型更新等问题。超智算一号和鹏城星都在探索激光星间链路和容器化算法切换，但实际调度能力仍需进一步测试。

此次发射展示了商业航天的发展成果。力箭一号系列已成功发射17次，将1艘飞船和121颗卫星送入太空，入轨载荷总质量超过21吨。中科宇航计划在未来几年内提高发射频率，并准备首次海上发射，以提供更多发射窗口。这次一箭9星的发射表明，低轨卫星的竞争正从单一的高分辨率成像，扩展到更快提供可用结果的能力。