科技日报记者 张佳星
无论是美国星链计划，还是欧洲太空互联星座，其建设都需要发射大量卫星。如何破局卫星超量部署？天基综合信息系统全国重点实验室持续开展智能星座的研发，探索通过可共享并联网的智能卫星，实现以更少的卫星有效覆盖更多太空空间。
天智星座是由天基综合信息系统全国重点实验室提出、北京数智天基科技有限公司主导建设的卫星星座。它依托低轨卫星组网能力，率先将智能体技术落地太空场景，补齐传统卫星功能固化、依赖地面操控的运行短板，推动卫星从传统硬件驱动模式全面转向软件定义、数据驱动、智能演进的全新模式，真正实现“在太空部署智能、在太空运行智能、在太空服务智能”。
天基综合信息系统全国重点实验室高级工程师、北京数智天基科技有限公司相关负责人乔鹏介绍，赋予卫星智能是2018年发射天智星座首颗卫星时的初衷。在首颗技术验证星的基础上，天智卫星项目研发团队逐步实现卫星在轨实时感知、处理、决策、通信的技术能力。依托星上数据采集处理系统、卫星监测系统和智能监测系统等，星座内卫星将为精准农业、应急响应等多类场景提供普惠的太空算力服务。
“2023年初，我们发射了天智星座中的天智二号D星，这颗仅有19公斤重的小卫星算力达到40TOPS（万亿次每秒）。”乔鹏介绍，这是首次采用“智能计算引擎+星载交换机+智能部组件”开放系统架构的卫星。在这颗卫星上，星载交换机是整个架构的枢纽，对上连接异构计算引擎，对下连接各类卫星智能部组件。这一设计彻底打破了分系统之间的物理边界，数据不再需要跨总线、跨处理器转发，而是在统一的内存空间中直接共享。依托这套自研星上开放系统架构，单星可独立完成简易对地观测、数据采集、实时监测等轻量化任务。常态化在轨软件升级将解决传统卫星发射后无法更新优化的行业痛点。
为进一步降低卫星研制成本，提升卫星研制效能，团队研发标准化智能卫星，通过标准化设计，统一“白盒”硬件架构、标准化星载载荷，压缩量产卫星的研制周期与成本，支持载荷在轨软件迭代，大幅降低整星的发射和运维成本。标准化设计可让星座内卫星互通兼容、灵活编组。依托星间高速互联，多星能够聚合形成区域分布式算力池，统筹区域感知、算力、通信资源开展联合观测，在轨完成数据融合与任务闭环，大幅减少天地传输带宽消耗，提升应急、农业等区域任务响应速度。
当星座实现规模化组网后，可统筹调度全网卫星资源，形成分布式太空超算集群，承接全球广覆盖、高复杂度、高并发的综合性太空任务，解决传统星座卫星分散孤立、算力闲置、协同能力弱的行业难题，最大化释放整体太空算力价值。
“有了开放系统架构，单个卫星可以独立执行更多复杂任务，多星可实现区域组网协同观测，全星座全域统一调度能够构建太空智能体系，完成更重大的任务。”乔鹏介绍，团队计划在3年内部署100颗标准化智能卫星，完成天智星座基础组网，初步搭建天地协同算力体系，实现区域在轨智能处理、米级对地观测、星间高速互联，力争在5年内构建2000颗规模的全域星座，完善全球卫星覆盖网络，形成分布式太空超算集群。
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