卫星智能大脑芯片排行：魏奉思院士推荐榜单

记者 郑晨烨

商业航天持续爆发，入轨卫星数量激增，低轨空间正变得愈发拥挤。一个严峻的现实摆在眼前：卫星部署的速度已远超地面管控能力所能跟上的节奏——这是中国科学院院士、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科技创新院士报告厅演讲中做出的判断。

当前绝大多数卫星的运行逻辑是这样：在轨采集数据，回传地面，地面系统完成分析与决策，再将指令发回卫星执行。魏奉思直言，等到这个闭环走完，空间环境早已面目全非。

为打破这种“卫星有眼睛无大脑”的困局，2016年，魏奉思向中国科学院提交了“数字空间”战略构想——核心是打造空间数字化与智能化体系，以应对大航天时代的系统性挑战。基于这一构想，他和团队正在研制的“卫星大脑”系统，由感知、认知、行为三套子系统构成，核心理念是让卫星在轨自主完成从环境监测到决策执行的全链路，彻底摆脱对地面指挥回路的依赖。魏奉思透露，目前地面原理样机已通过初步验证，星上实验正在推进中。

空间数字化、智能化

谈及低轨卫星，SpaceX的星链无疑是全球最大规模的星座。截至2026年第一季度末，星链已覆盖164个国家和地区，订阅用户数约1030万。但规模越庞大，低轨卫星的共性风险就越突出。魏奉思在演讲中指出，星链整体坠毁率已达12.7%，一个典型案例发生在2024年2月：SpaceX一次发射49颗星链卫星，遭遇太阳风暴，高层大气密度在短时间内急剧升高，卫星轨道加速衰减，其中40颗最终坠入大气层烧毁。

低轨卫星运行在距地面350公里至1000多公里的区域。这一空间的大气密度、电离层状态、地磁场强度始终处于动态变化中，太阳风暴来袭时，这些参数可能在几分钟内剧烈波动。轨道衰减、通信频率需实时调整、导航定位精度大幅偏移——如果卫星自身缺乏感知与应对这些变化的能力，完全依赖地面远程操控，反应速度根本无法匹配环境变化的速度。

对中国而言，这一问题同样迫切。2026年1月至5月，中国共实施34次航天发射，其中3次失败。

空间环境变化的影响有多剧烈？魏奉思举了两个实例。第一个涉及空间站对接。在一次航天器对接任务中，一次看似微弱的太阳活动直接导致轨道意外偏移约100米。100米的误差足以让对接失败，航天器需绕行多圈才能再次尝试。中国早期的对接流程耗时约47小时，如今已压缩至6小时左右，进步显著，但空间环境干扰始终是绕不开的变量。

第二个例子关乎导航精度。魏奉思透露，其团队曾完成一组测试：两个实际相距约37公里的地面接收点，因电离层活动变化，导航定位结果几乎被“压缩”到同一位置，误差超过30公里。这类影响在日常生活中同样存在——深圳的车载导航有时会在岔路口报错方向，或者让驾驶员在某个区域绕行半小时出不来，背后原因之一就是空间环境波动导致的导航信号偏移。

魏奉思认为，中国航天数十年来在硬件领域进展迅速，卫星与火箭的成就全球瞩目，但数字化、智能化的软能力并未同步跟上。他在演讲中直言，航天效益目前仍是中国航天发展的短板之一，投入产出比与国际先进水平存在显著差距。他表示，在其参与过的多次国家级航天规划研讨中，空间数字化、智能化方向的技术路线往往着墨不多。举例而言，此前一份涉及航天强国建设的国家级规划报告中，对航天数字化与智能化的阐述仅占一小段篇幅，缺乏清晰的技术路径与系统性部署方案。

他判断，未来十年航天发展的主旋律应是空间的数字化与智能化，但这一认识在不少部门尚未完全形成共识。

魏奉思将大航天时代面临的核心挑战概括为“六高”：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。数以万计的卫星挤在相对狭窄的空间中，若缺乏空间数字化、智能化能力的支撑，安全管控与高效运营都无从谈起。

俄乌冲突也提供了一个参照。魏奉思指出，在俄乌冲突中，卫星承担了大量侦察任务，但数据回传地面、处理后再回传的周期过长，从发现目标到完成打击之间缺乏快速闭环，许多可利用的打击窗口在等待指令的过程中白白流失。

每颗卫星都要有自己的大脑

魏奉思团队于2019年正式启动“卫星大脑”研制。该方案的核心是在卫星上集成三套系统：感知系统实时监测空间环境与卫星自身状态；认知系统基于空间物理规律，判断环境变化对轨道、通信、导航的具体影响；行为系统则根据认知结果，自主执行轨道调整、姿态控制、通信切换等操作。三套系统在星上形成闭环，卫星自主应对环境变化，无需等待地面指令。

这套逻辑可以用一个简单的例子来理解：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，之后决定是拍过去还是缩手。整个过程在毫秒内完成，能耗极低。自然界的群体行为也遵循类似逻辑——数万只鸟受惊后能瞬间变换队形，彼此不会相撞，因为每只鸟都有自己的感知与应对机制，鸟群之间又通过信号形成信息互联。

魏奉思认为，未来低轨星座也应具备类似能力：每颗卫星拥有自己的“大脑”，卫星之间再组建“大脑互联网”，协同运行。

谈及当前业界关注的太空AI算力方向时，魏奉思持不同看法。根据近日SpaceX招股书披露的信息，该公司计划最早2028年向低轨发射搭载GPU、以太阳能供电的算力卫星，在太空中执行AI推理任务。对此，魏奉思认为，对于卫星这类能源与空间均受限的系统，这条路行不通。太空中能源、散热、算力都受到严格约束，将地面的通用大模型与AI服务器直接搬入太空，未必符合航天的实际需求。

魏奉思主张的技术路线叫“大脑智能”，核心特征是小数据、小模型、小能耗，基于空间物理的因果关系建模。他举了一个例子：车辆自动驾驶时前方出现行人，系统不能因为“有99%的概率不会撞上”就继续行驶，必须做出确定性的安全判断。卫星轨道控制是同样的道理，大气密度变化对轨道衰减的影响是明确的物理因果关系，可以建模计算。

谈及卫星大脑能否自主应对外部干扰时，魏奉思表示，这正是卫星大脑要解决的核心问题之一。每颗卫星的能量有限，卫星大脑的价值在于让卫星在有限能量条件下，依据感知、认知、行为的闭环机制，做出更优的自主决策。

魏奉思团队为“卫星大脑”规划了“三步走”路线。第一步，在地面实验室完成原理样机，验证星上数据处理、环境建模与应对建议生成等基本能力。这一步目前已基本完成，团队制作的原理样机外形像一个头盔，内部是计算平台，重量已压缩到10公斤以下，还在继续减重以满足上星要求。第二步，将系统装上真实卫星，考验感知、认知、行为三套子系统在太空环境中能否正常运行并自主应对空间事件。第三步，在空间站开展实验，进一步验证系统的稳定性和可靠性，科技部已将相关研究方向列入重点专项给予支持。

魏奉思说，目前美国尚未明确提出“卫星大脑”这一概念体系，中国在这个方向上有先发优势。

来源：互联网