上海航天将开展智能控制算法在航天领域应用

上海市空间智能控制技术重点实验室正在开展智能控制算法在航天领域应用的研究,将新一代人工智能技术与航天工业结合,有望使人造卫星、深空探测器研制不再基于模型,而是让机器具有自主学习能力,从而在飞行过程中减少对地面操控的依赖。

小卫星组网编队飞行示意图

市科委昨天发布2017年上海市重点实验室评估结果,上海市空间智能控制技术重点实验室(上海航天控制技术研究所)等6家实验室获评“优秀”。记者从上海航天控制技术研究所获悉,上海市空间智能控制技术重点实验室正在开展智能控制算法在航天领域应用的研究,将新一代人工智能技术与航天工业结合,有望使人造卫星、深空探测器研制不再基于模型,而是让机器具有自主学习能力,从而在飞行过程中减少对地面操控的依赖。

上海航天控制技术研究所所长刘付成介绍,目前,该所研制的高精度、高稳定度大卫星的控制精度已达国内领先、国际先进水平,在对地遥感等领域发挥了重要作用。高精度的卫星编队飞行控制技术则在研发过程中。2016年11月,国家重点研发计划“地球观测与导航”重点专项“基于分布式可重构航天遥感技术”启动,上海航天控制技术研究所等9家单位承担这一专项任务,计划在未来4年内研制出7颗可联网、可编队的微小卫星试验样机,并在地面网络演示系统上进行验证。这种卫星能构建遥感星群网络,自适应协同执行突发灾害应急测绘、全球热点地区持续观测等任务。

火星探测环绕器也在研制过程中,计划2020年发射的我国火星探测器由环绕器与着陆巡视器(俗称“火星车”)组成,上海航天控制技术研究所主要负责火星环绕器导航、制导与控制(GNC)分系统的研制。GNC分系统好比探测器的大脑和神经系统,是探测器最重要的分系统之一。历经模样、初样研制阶段后,火星环绕器目前处于正样研制阶段。

刘付成表示,无论是大卫星、编队卫星还是深空探测,人工智能都大有用武之地。传统的航天控制系统研发要基于模型,进行动力学模拟。其耗费的人力物力比较大,时间周期也比较长。而且对大卫星来说,其结构越来越复杂,动力学模拟的难度很大;对深空探测来说,由于距离十分遥远,地面操控有很长延时。因此,人工智能可实现的航天器自主运行就显得越来越重要。卫星和探测器如果具有自主学习能力,就能在宇宙中根据实际情况自行调整姿态和轨道,大幅减少地面专家操控的工作量。

据悉,上海航天控制技术研究所已派遣骨干科研人员前往希伯来大学等国外高校进修,学习人工智能技术,力争将其与经典的航天控制技术融合,实现控制系统的升级换代。航天智能控制算法问世后,上海市空间智能控制技术重点实验室将开发相关软件,进行地面仿真试验;随后通过实验卫星开展在轨验证工作。

对于这一研发方向,来自高校、科研院所和企业的上海市空间智能控制技术重点实验室学术委员会委员都给予了肯定。他们希望实验室以人工智能为切入点,在市科委支持下发挥综合性优势,并联合相关单位,在航天领域牵头申请重大项目。