德國維爾茨堡大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近日宣布，其主導(dǎo)的“學(xué)習(xí)型姿態(tài)控制在軌驗(yàn)證項(xiàng)目”（LeLaR）取得重大突破——全球首次實(shí)現(xiàn)由人工智能自主控制的衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)依托3U級納米衛(wèi)星InnoCube完成，標(biāo)志著航天器自主控制技術(shù)邁入新階段。

實(shí)驗(yàn)于歐洲中部時(shí)間2025年10月30日上午11時(shí)40分至49分進(jìn)行。AI控制器通過反作用飛輪系統(tǒng)，將衛(wèi)星從初始姿態(tài)精準(zhǔn)調(diào)整至預(yù)設(shè)目標(biāo)，全程無需地面干預(yù)。后續(xù)多次測試中，系統(tǒng)均能穩(wěn)定維持衛(wèi)星指向精度，驗(yàn)證了技術(shù)可靠性。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人基里爾·杰布科博士強(qiáng)調(diào)：“這是深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法首次在真實(shí)太空環(huán)境中成功驗(yàn)證，解決了仿真訓(xùn)練與實(shí)際應(yīng)用的適配難題。”

與傳統(tǒng)依賴固定算法的控制系統(tǒng)不同，該團(tuán)隊(duì)采用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)（DRL）技術(shù)。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模擬環(huán)境中自主迭代優(yōu)化控制策略，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)感知環(huán)境變化并調(diào)整參數(shù)，避免了傳統(tǒng)方法中冗長的校準(zhǔn)流程。團(tuán)隊(duì)成員湯姆·鮑曼指出：“DRL的適應(yīng)性使其在復(fù)雜太空環(huán)境中具有顯著優(yōu)勢，例如應(yīng)對太陽輻射、微流星體撞擊等突發(fā)干擾。”

項(xiàng)目技術(shù)挑戰(zhàn)集中于“仿真到現(xiàn)實(shí)差距”的突破。研究團(tuán)隊(duì)在地面搭建高保真模擬平臺，訓(xùn)練AI控制器應(yīng)對各類極端工況，隨后通過無線傳輸將算法部署至InnoCube衛(wèi)星。該衛(wèi)星由維爾茨堡大學(xué)與柏林工業(yè)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)，搭載的SKITH無線總線系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)布線，質(zhì)量減輕30%的同時(shí)降低了線路故障風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)驗(yàn)成果引發(fā)航天領(lǐng)域廣泛關(guān)注。弗蘭克·普佩教授認(rèn)為，此次驗(yàn)證將提升行業(yè)對AI技術(shù)的信任度，為深空探測任務(wù)提供新解決方案。在月球背面探測、火星樣本返回等通信延遲場景中，自主控制系統(tǒng)可獨(dú)立完成軌道修正、姿態(tài)調(diào)整等關(guān)鍵操作，顯著提升任務(wù)成功率。

目前，研究團(tuán)隊(duì)正探索技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用。LeLaR項(xiàng)目研究員埃里克·迪爾格透露，下一步計(jì)劃將AI控制拓展至衛(wèi)星編隊(duì)飛行、空間碎片規(guī)避等場景。塞爾吉奧·蒙特內(nèi)格羅教授總結(jié)稱：“我們正在構(gòu)建具備自學(xué)習(xí)能力的衛(wèi)星生態(tài)系統(tǒng)，這將重新定義未來航天器的設(shè)計(jì)范式。”