发射更多科学卫星，需要AI助力指挥

中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任、“慧眼”天文卫星首席科学家张双南表示，目前中国只有3个X射线天文望远镜，但这已经是国际领先水平，全世界也只有屈指可数的X射线天文望远镜。

他指出，一颗这样的天文卫星成本高昂，造价通常为几亿乃至上百亿人民币，研制和发射需要几年到几十年时间，运行团队也需要几十到上百人。面对宇宙中海量的暂现源、变源，如何进行后随观测是当前研究人员面临的挑战和机遇。

6月22日，搭载中法天文卫星SVOM的长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空，与之同行的还有一颗全变源追踪猎人星座01星（CATCH-1卫星），这是中国科学院高能物理研究所提出的全变源追踪猎人星座CATCH项目的首发试验星。

该项目计划在2030年前后全面部署，发射100多颗小卫星组成星座，核心科学目标是“刻画极端宇宙的多维度动态全景”。张双南表示，该项目具备低成本、无漏网、高质量的特点，星座由百颗微纳卫星组成，探测各种变源和爆发现象，成批“活捉”各类天体。

中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任张双南发表演讲2024世界人工智能大会

然而，如何指挥上百颗卫星协同合作成为了研究人员面临的新难题。张双南回忆说，在自己的当机立断下，2017年发射的“慧眼”卫星抓住重大观测机遇，在2020年发现快速射电暴来自于中子星，2022年又观测到“千年一遇”的迄今最亮伽马射线暴。

但他坦言，“如果让我管100个卫星，我是没有办法每一次都能做对决策的，事实上也不可能做这样的决策。”他认为，即使有100位首席科学家，也不可能做到。

因此，研究团队将使用人工智能技术实现全变源追踪猎人星座的在轨自主协同观测。

“首先，我们要对这个智能网络进行训练，然后根据训练的情况制定我们的策略。让它根据训练的情况和发生的情况来决定观测的策略，指挥上百个卫星，然后下达观测任务。”张双南说，“在天上分布的上百个卫星根据它的情报和决策，根据情况决定是否要接受观测任务等等。”

张双南最后表示，全变源追踪猎人星座的首颗试验星已于上个月发射，接下来第二步是希望建立一个小型的星座，并在这一过程对人工智能的基本技术途径进行验证。

6月22日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心升空视觉中国

中国科学院国家天文台研究员、爱因斯坦探针卫星（EP）首席科学家助理金驰川也提到，对卫星传回的海量数据进行分析需要大量时间和人力。今年1月，EP卫星在西昌卫星发射中心升空，其主要任务是捕捉对天文研究具有重大意义的暂现源。

金驰川介绍了EP科学中心的日常值班运行情况。他表示，对单个暂现源的分析需要调用不同工具和参考数据，平均耗时10到30分钟。每天暂现源分析工作量大，平均每天有50个人工检查需求。科学中心自动化程度较低，实现了一定程度的暂现源证认自动化，但只给出真假源和分类初步建议，无明确依据。

金驰川表示，EP暂现源研究具有AI应用需求和场景，AI可以显著提升暂现源证认效率，解决证认耗时耗力、准确性严重依赖人员经验的问题。人工智能还可以为暂现源的判别、属性、分类和对关键暂现源的后随观测提出规划建议，AI与值班人员的交互可以使证认结果具备坚实的可信度和优秀的可解释性。

巡天数据体量激增，“AI+云”将成数据管理新模式

巡天是高效的天文观测手段，我国首个大型空间光学天文望远镜CSST也正在研制中，但如何处理它所产生的海量数据是研究人员不得不面对的一大难题。中国科学院国家天文台研究员刘超表示，预计CSST发射后将观测超过100亿个天体，产生大量数据。

刘超介绍说，巡天数据的处理已经走过了三代发展模式，第一代是将观测数据列成星表，以纸质出版物的方式发表；第二代是数据库形式，通过网站查询数据；第三代则引入了“云”的模式。他指出，在过去40年里，巡天数据体量已经增长了4个数量级。

刘超认为，下一代巡天数据管理模式应该是“AI+云”的模式。他指出，空间巡天需要多种巡天数据的融合处理，“例如将地面和空间的巡天设备数据相互对比和补充”。他表示，AI可以通过自监督学习来获取星系的亮度、结构、形状等特征，为天文学家提供更全面的信息。

“通过AI和人的结合，我们有可能去构建下一代的巡天数据管理模式。”刘超说，“展望未来，对于天文学的巡天数据，我们可以采用新型的星表。天文学家以后要掌握AI技术，以AI的方式更好地挖掘数据，从中做出更多突破性的发现。”

本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。