AI正在重塑商业航天的每个环节,从降低成本到实现曾经“不可能”的任务。
随着算法和计算力的进步,其应用边界将进一步扩展,推动人类更高效地探索和利用太空。
01
美国首个禁用DeepSeek的政府机构
根据美国消费者新闻与商业频道网站1月31日报道,NASA首席人工智能官1月31日向所有员工发送了一份备忘录,以DeepSeek的服务器“在美国境外运行,存在国家安全和隐私问题”为由,禁止员工使用中国DeepSeek人工智能技术并阻止其系统访问DeepSeek平台。
(图:美国国会众议院禁止国会办公室使用DeepSeek 来源:Bitrue)
NASA也成为了第一个在内部发布行政令,禁止员工使用DeepSeek的联邦机构。同时,在报道中我们也注意到了一个此前很多人并未听说过的职务:NASA首席人工智能官。
2024年5月13日,前任NASA局长比尔·尼尔森任命时任NASA首席数据官的大卫·萨尔瓦尼尼为该机构新任首席人工智能(AI)官,立即生效。
(图:NASA首席人工智能官萨尔瓦尼尼 来源:NASA)
这项任命则来源于2024年3月28日,由美国联邦行政管理与预算局发布的一条关于要求各联邦机构设立首席人工智能官的指令。尼尔森说:人工智能已经在美国宇航局安全使用了几十年。
那么,AI在航天领域到底有哪些应用呢?
02
AI助力航天飞速发展
事实上,AI在商业航天领域的应用是非常全面的,从上游的航天器设计制造到数据分析、服务优化,AI正在重塑商业航天的每个环节。
1. 航天器设计与制造优化
通过生成式设计和机器学习等AI技术,可以加速航天器的开发周期,降低制造成本,帮助航天产业实现降本增效。例如:
①SpaceX在星舰的设计过程中,利用AI模拟不同材料和结构设计,优化火箭的耐热性和重量,降低再入大气层时的风险。
(图:星舰飞船背后的隔热瓦 来源:SpaceX)
②Relativity Space的3D打印火箭人族一号,使用AI算法控制3D打印过程,实时调整参数,减少制造缺陷并缩短生产时间。
2. 发射过程自动化与故障预测
使用AI在火箭发射中实现实时决策和风险控制。如:
①Rocket Lab的发射系统使用AI分析天气、传感器数据及发动机性能,动态调整发射窗口,提高成功率。
(图:Rocket Lab的电子号发射 来源:SpaceX)
②Astra的异常检测则使用了机器学习模型实时监控火箭状态,曾在发射前10秒检测到燃料阀异常,自动中止任务。
3. 自主导航与太空探索
AI赋能航天器在复杂环境中独立运行。如:
①NASA的毅力号火星车,使用计算机视觉识别地形,规划安全路径,避免沙丘和岩石。
(图:毅力号火星车 来源:NASA)
②直觉机器公司(Intuitive Machines)的月球着陆器使用了AI在着陆阶段实时处理导航数据,调整姿态以避开陨石坑。
4. 卫星星座管理与碰撞规避
AI协调大规模卫星网络的运行,降低碰撞风险。如:
①SpaceX的星链使用AI管理系统跟踪6万颗卫星的轨道数据,预测与其他卫星或碎片的碰撞可能性,自动调整轨道。
(图:星链概念图 来源:SpaceX)
②LeoLabs的太空交通管理,利用AI分析雷达数据,为商业卫星运营商提供实时避碰建议。
5. 卫星数据分析与地球观测
AI快速处理海量遥感数据,提取商业价值。如:
①Planet Labs的灾害监测,使用AI自动对比洪灾前后卫星图像,评估受灾面积,协助救援决策。
(图:Planet Labs的鸽群星座卫星概念图 来源:Planet Labs)
②Orbital Insight的能源预测,通过分析油罐阴影变化,预测全球原油库存,服务金融和能源行业。
6. 航天供应链与客户服务优化
AI优化资源分配并提升用户体验。如:
①Blue Origin的供应链管理,使用AI工具预测零部件需求,动态调整供应商订单,避免发射延误。
(图:蓝色起源的新格伦火箭首飞 来源:蓝色起源)
②ICEYE的洪水保险服务:基于卫星雷达数据,AI生成实时洪水地图,供保险公司快速定损。
03
AI+航天的未来发展趋势
未来AI技术在航天领域的应用将围绕自主性提升、效率突破和任务复杂化展开,深度融合航天器设计、运营和深空探索的全链条。解决人类在深空探测的限制以及近地空间开发的效率问题,并在以下几个领域获得较大的突破:
1. 全自主航天器:从地球到深空的“AI飞行员”
AI将实现航天器全生命周期自主决策,包括发射、变轨、故障修复及科学目标选择,减少对地面控制的依赖,解决深空探测中遇到的“通信延迟”、“天体遮挡信号”问题,让航天器能够自主工作,减少“休眠”时间。
(图:旅行者一号深空探测器 来源:Orbital Today)
2. 在轨制造与太空工厂:AI驱动的“太空工匠”
未来,AI还可以控制太空机器人自主在轨建造(如太空电站),甚至利用月球资源3D打印建筑。使用AI技术分析微重力环境下的材料特性变化,动态调整制造参数,建设月球科研站,减少月球、火星基地建设对于“地面物资运输”的依赖。
(图:中国月球基地规划图 来源:中国航天)
说到这肯定会有人想起中国探月计划,目前中国探月工程已经将原位利用月壤3D打印月壤砖列入了规划中,为建设长期月球科考站做技术支撑。
总结可以预见的是,未来AI将会深度参与到航天的每一个环节,并成为人类探索太空、开发空间资源的重要手段。但AI技术的运用也伴随着巨大的风险,航天作为一个庞大的系统工程,AI决策失误可能导致数亿甚至数十亿元的太空任务失败,开发可解释性更强的航天专用AI也是未来航天+AI的必由之路。