中国科学院院士魏奉思：每颗卫星都要有自己的“大脑”

天上的卫星越来越多，但它们中的大多数居然“有眼睛没脑子”，遇到太阳风暴只能等死，连躲都不会躲。SpaceX的星链卫星坠毁率高达12.7%，2022年一次发射49颗，40颗直接被太阳风暴烧没了，这背后的问题到底出在哪？

6月5日，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的一场演讲里点破了关键：卫星数量的增长速度，已经远远超过了管理能力的提升速度。现在的卫星大多是“传话筒”：在轨观测到数据，先传回地面，地面处理研判后再发指令回去执行。等这一套流程走完，太空环境早变了，黄花菜都凉了。

为了改变这种“有眼无脑”的现状，魏奉思早在2016年就向中科院提出了“数字空间”的战略构想，核心就是给卫星装上“大脑”，让它们能在轨自主完成从环境监测到决策执行的全过程，不用再依赖地面指挥的慢半拍。

SpaceX的星链是全球最大的低轨卫星星座，截至2026年一季度末，已经在164个国家和地区拥有约1030万订阅用户。但规模越大，风险越明显。魏奉思在演讲里提到，星链的整体坠毁率已经达到12.7%，最典型的就是2022年那次太阳风暴事件：49颗卫星发射上去，高层大气密度突然飙升，轨道加速衰减，40颗直接坠入大气层烧毁，几乎全军覆没。

低轨卫星运行在350公里到1000多公里的太空，这里的大气密度、电离层状态、地磁场强度时刻在变，太阳风暴一来，这些参数几分钟内就会剧烈波动。卫星轨道会衰减，通信频率要调整，导航定位精度会大幅偏移。如果卫星自己不会感知和应对，只能靠地面远程操控，反应速度根本跟不上环境变化。

对中国来说，这个问题同样紧迫。2026年1月到5月，中国共进行了34次航天发射，其中3次失败。魏奉思举了两个例子：一次航天器对接时，太阳活动导致轨道突然偏移100米，直接导致对接失败，得重新绕行多圈才能再试；还有一次测试，两个实际相距37公里的地面接收点，因为电离层变化，导航定位上几乎变成同一个位置，误差高达30多公里。

更贴近生活的是，在深圳，很多人开车时遇到过车载导航乱指方向，或者在某个区域绕半小时都出不来。魏奉思说，这背后的原因之一，就是空间环境变化导致的导航信号偏移。这些看似小问题，其实都是卫星“没脑子”带来的连锁反应。

魏奉思直言，中国航天几十年来在硬件上走得很快，卫星和火箭的成就全球瞩目，但数字化、智能化的“软能力”却没同步跟上。航天效益目前是制约中国航天发展的短板之一，投入产出比和国际先进水平还有明显差距。

他在多次国家级航天规划研讨中发现，空间数字化、智能化方向的技术路线往往着墨不多。比如此前一份航天强国建设的国家级规划报告里，对数字化和智能化的阐述只有一小段，缺少清晰的技术路线和系统性部署。魏奉思认为，未来十年航天发展的主旋律应该是空间的数字化和智能化，但这个认识在不少部门还没完全形成。

大航天时代的核心挑战被他概括为“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狭窄的低轨空间里，如果没有数字化、智能化能力支撑，安全管控和高效运营根本没法实现。

俄乌冲突也给了我们参照：卫星承担了大量侦察任务，但数据传回地面处理再回传的周期太长，从发现目标到打击之间缺少快速闭环，很多可以利用的窗口就在等待指令时错过了。这就是“没脑子”卫星的致命弱点，反应太慢。

为了解决这个问题，魏奉思团队在2019年正式启动了“卫星大脑”的研制。这套系统由感知、认知、行为三套子系统组成：感知系统实时监测空间环境和卫星自身状态；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，卫星自己就能应对变化，不用等地面指令。

这个逻辑其实很简单，魏奉思举了个例子：你拍一下手，大脑瞬间感知到，然后判断是蚊虫还是自己碰的，接着决定是拍回去还是缩手，整个过程毫秒完成，能耗还极低。自然界的鸟群也是如此，数万只鸟受惊后能瞬间变换队形不碰撞，因为每只鸟都有自己的感知和应对机制，还能互相传递信号。

未来的低轨星座也应该这样：每颗卫星有自己的“大脑”，卫星之间再组成“大脑互联网”协同运行。对于现在业界关注的太空AI算力方向，魏奉思有不同看法。SpaceX计划2028年发射搭载GPU的算力卫星，但他认为，卫星的能源和空间都受限，把地面的通用大模型和AI服务器搬上天，这条路走不通。

他主张的是“大脑智能”：小数据、小模型、小能耗，基于空间物理的因果关系建模。比如车辆自动驾驶遇到行人，不能因为99%概率不撞就继续，必须做确定性安全判断；卫星轨道控制也是一样，大气密度变化对轨道衰减的影响是明确的物理因果，可以建模计算。卫星大脑的价值，就是让卫星在有限能量下，自主做出更优决策。

魏奉思团队为“卫星大脑”规划了三步走路线：第一步，地面实验室完成原理样机，验证星上数据处理、环境建模等基本能力，这一步已经基本完成，原理样机外形像头盔，内部是计算平台，重量压缩到10公斤以下，还在继续减重；第二步，把系统装到真实卫星上，考验三套子系统在太空环境中的运行能力；第三步，在空间站开展实验，进一步验证稳定性和可靠性，科技部已经把相关方向列入重点专项支持。

魏奉思说，目前美国还没有明确提出“卫星大脑”这一概念体系，中国在这个方向上有先发窗口。这意味着我们有机会在太空智能化领域抢占先机，让中国的卫星不再是“没脑子”的传话筒，而是能自主思考的“智能个体”。

看到这里，你觉得给卫星装“大脑”这个想法靠谱吗？未来的太空会不会变成一个由智能卫星组成的“大脑网络”？欢迎在评论区聊聊你的看法。