近年来，全球商业航天快速发展，在轨航天器数量激增，传统依赖地面站逐一管控的模式已难以为继，空间碎片碰撞等安全风险也随之上升。如何实现太空安全防护与卫星智能在轨管理，推动卫星和星座从被动响应走向自主决策，成为行业亟待突破的课题。
“未来的卫星和星座，可能会像L4级自动驾驶汽车一样，具备在太空自主环境感知、任务规划和机动决策的能力。”在近日举行的第十二期“好望角科学沙龙”上，中国科学院西安光学精密机械研究所（简称“西安光机所”）副所长邵晓鹏表示，“太空智驾时代”正在加速到来。
卫星从“看得见”到“看得懂”
在邵晓鹏看来，未来卫星不仅要“看得见”，更要“看得懂、会决策”。实现这一目标，首先要破解航天光学系统长期面临的多重矛盾：高性能与低成本不可兼得；卫星既要轻量化，又要具备抵御太空极端环境的能力；海量遥感数据受限于星地带宽，难以及时回传。例如，单颗亚米级遥感卫星日均可产生TB级原始数据，但单日实际下传量仅几十GB，其中云层、海洋、暗背景等无效数据占比超七成，严重挤占带宽、拖累响应。
同时，在轨算力不足更是一道难关。地面成熟AI模型所需的算力，其功耗和体积远超卫星平台承载能力；太空辐射以及零下40℃至零上60℃的温度交变环境，也使大量地面方案难以直接移植。
西安光机所副所长邵晓鹏在沙龙上演讲
“传统范式在纯物理域‘修修补补’，本质上是在做取舍。”邵晓鹏说，能否转换思路，将部分物理加工问题转化为信息处理问题，在数字域实现系统优化与像质提升？这一思路的核心支撑正是计算成像。他打了个比方：“不必把透镜磨到绝对完美，只需磨到‘差不多’，用算法来补足剩余误差。”
这一理念与人工智能结合后，形成“AI+光学”体系：在物理域简化硬件、放宽加工精度、减少镜片数量；在信息域则利用AI进行像差复原和智能识别。
2025年9月，谷神星一号遥十五运载火箭将开运一号（天雁28星）卫星送入太空，搭载了由西安光机所等单位联合研制的计算成像遥感相机。这是国内首次基于计算成像新型成像体制的在轨演示验证。
这只“太空眼睛”结构简单，重量显著减轻，制造成本降至传统方案的1/5至1/10。初步在轨成像数据显示，在低信噪比条件下，计算复原后的影像细节已接近传统遥感成像效果。
针对星上算力匮乏的瓶颈，西安光机所正在对地面大模型进行“剪枝”“量化”和“知识蒸馏”，开发适用于卫星平台的轻量化模型。同时，团队提出三层星间协同架构，分别解决通信、算力与智能决策问题。
“软硬一体、天地一体”的产业化路径
为加速科研成果走出实验室、形成产业能力，西安光机所将西安中科天塔科技股份有限公司作为商业航天领域的产业化平台。中科天塔将自研航天大模型与星载激光通信深度融合，总经理曾伟刚表示，“未来大规模卫星星座，不可能继续完全依赖人工值守，需要更高程度的自动化和智能化。”
今年4月24日“中国航天日”，中科天塔首次公开发布新一代星载激光通信终端，在小型化、集成化和高性能等方面实现突破。
中科天塔总经理曾伟刚在沙龙上分享
据介绍，中科天塔正联合西安光机所及产业链伙伴布局“太空智驾”，以“天地一体、软硬一体”的全链条服务体系，形成“AI软件上天、激光硬件赋能”的双向协同。其中，地面端以卫星在轨管理为核心，提供测运控、健康管理、仿真训练、遥控作业自动化等服务；星上端则以新一代星载激光通信终端为核心，实现高速、安全、智能的卫星星座在轨管理。
邵晓鹏认为，“AI+光学”有望推动航天服务从“专业用户专属”走向“大众化普惠”，进一步打开商业航天应用场景。
圆桌对话环节，产业链分工协同成为高频关键词。上海巡天千河空间技术有限公司总经理魏然介绍，公司定位为卫星平台提供商，“更像是在提供‘底盘’，合作方的载荷就是‘乘客’。”魏然说，公司研发的卫星平台已搭载过西安光机所等单位联合研制的计算成像遥感相机，同时正与宁波智晖、中科天塔在雷达载荷、测运控方面开展合作。
本期沙龙在上海松江区九里亭科创街区举行。松江区具备产业集聚优势、AI人才供给优势以及毗邻虹桥机场的区位优势，被认为是商业航天人才创业的理想落点。近年来，该区围绕卫星互联网持续布局，推动“星、箭、端、网”全链条发展，已依托“千帆”星座运营主体垣信卫星、卫星制造格思航天等企业，形成从卫星研制到应用服务的完整产业链。
曾伟刚透露，中科天塔也已在松江设立子公司，重点布局航天AI大模型软件与星座运测管理数智化，希望推动AI大模型在故障智能处置、轨道自主规划等场景落地，助力卫星从“被动遥控”迈向“自主智驾”。
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