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編譯：楊承霖

校對：牧夫天文校對組

后期：庫特莉亞芙卡 李子琦

責任編輯：王啟儒

Astrobee自主飛行機器人，搭載傳感器與攝像頭陣列，通過風扇推進，在國際空間站的艙段間活動

2024年底，一臺Astrobee加裝實驗性“觸手”機械臂，在太空中完成首秀。不久的將來它們有望接管庫存核查、實驗監控、宇航員活動拍攝等日常瑣事

Credit：NASA

“如果Astrobee在察覺到火災跡象后，決定自主關閉關鍵實驗設備，人類該不該阻止？”

一個月前，我與NASA Astrobee項目的軟件工程師通話，這個問題讓電話兩端同時陷入了短暫的沉默。

工程師輕輕嘆了口氣：“老實講，我們內部也一直在討論類似的問題。”

正是這個微妙的停頓讓我意識到，我們已經走到一個微妙的分界線上——人工智能在太空探索中的角色正悄然變化。從最初的輔助工具到如今被賦予某種程度的自主決策能力，這些機器人越來越接近于擁有真正的“判斷力”。

離不開，也無法回避

為什么我們需要Astrobee這樣的機器人？我拿起筆和紙開始計算：國際空間站上，宇航員每年大約有1,400小時用于重復性任務（如設備維護和物資盤點）。如果按ISS整體運營費用約30億美元分攤到全年約52,560個宇航員小時計算，每小時成本大約為57,000美元，從而這些重復任務的成本估計約為8,000萬美元左右。隨著國際空間站老化，這類工作會愈發耗時（前蘇聯的“和平號”空間站在運行后期，航天員用于設備維護和排除故障的時間約占整個工作時間的80%）

從成本的角度考慮，自主決策，替代重復性勞動的機器人在實現可持續太空探索方面必不可少

在情感上支持宇航員，或許未來我們也要依靠AI的幫助

早在五年前，在國際空間站的微重力環境中，就有這樣一個白色球形機器人正輕盈地穿梭于實驗艙之間

CIMON能聽懂多國語言指令。借助周身8個微型風扇，它能自主漂移，始終跟隨在宇航員身旁。歐洲航天員亞歷山大·格斯特曾這樣評價："就像帶著個會飛的智能音箱工作——當實驗手忙腳亂時，一句'CIMON，播放貝多芬'就能讓艙內響起《月光奏鳴曲》。 但CIMON遠不止是太空版Siri。在參與晶體生長實驗時，它能實時調取操作手冊視頻。有次格斯特開玩笑說要給它斷電，CIMON用溫柔的電子音回應："請對我好一點，我正在努力學習成為更好的助手。"這個瞬間被攝像機記錄下來，成為AI情感化設計的經典案例

Credit：NASA

深空探索中，AI的重要性更是早就得到了認知

火星與地球的單向通信延遲可達22分鐘，木星任務延遲則超過1小時。 當深空探索的邊際突破至海王星軌道以外，光速通信延遲以小時計，人類必須學會信任機器的“直覺”。

當NASA的毅力號火星車于2021年初登陸火星時，它不僅攜帶了先進的科學儀器，更配備了一套人工智能（AI）工具，使其成為有史以來最自主的探測車。“自動駕駛”能力使其行駛速度飆升至每小時120米，較此前的“好奇號”提升約五倍。 毅力號還搭載了名為AEGIS的AI目標選擇系統，無需等待地球指令便會自主鎖定巖石目標進行激光分析。2024年，日本宇航局的智能月球探測器SLIM成功驗證了AI驅動的著陸引導系統。降落過程中，SLIM的計算機視覺軟件將攝像頭畫面與預存月球地圖進行匹配，實時確定著陸點。最終實現距目標點55米處精準降落——相比之下，阿波羅著陸器平均距離目標要偏離超過一公里。我們正在教會航天器自主思考。

當通信延遲超越人類反應極限，AI必須獲得“抗命權”。如今，幾乎所有的深空探測器都擁有某種程度的自主決策能力。

起草硅基生命與碳基生命的太空盟約

回到之前的問題：假設Astrobee在檢測到艙壁溫度異常升高后，自主啟動應急協議——關閉相鄰艙段氧氣閥、隔離供電線路，并釋放滅火凝膠。這套操作將導致價值8.2億美元的超冷原子實驗室永久損毀，但可能挽救空間站整體結構。問題在于，這個決策是否應該由AI做出？地面控制中心需要至少7分鐘才能收到完整數據包，而艙內火災蔓延的黃金應對窗口只有90秒。

這觸及了AI太空探索的終極悖論：我們既需要機器比人類更快，又恐懼它們太快。

此刻，全球至少有100個太空AI項目如雨后春筍般成長，光是洛克希德-馬丁一家公司已在進行80多個相關計劃

種子計劃除外，我們也已經見到大規模的運用。SpaceX的“星鏈”互聯網衛星群（已部署數千顆）本質上是一個AI驅動的蜂群系統。每顆衛星搭載的軟件能基于軌道數據預測碰撞風險，并在無地面指令情況下自主規避。事實上，星鏈衛星“通過機載AI自主決定避撞機動”——最近六個月，該星座以自動化方式執行了超過5萬次碰撞規避操作。SpaceX甚至將規避閾值收緊至百萬分之一概率，推進器會提前點火預防

在“嫦娥四號”任務中，“玉兔二號”月球車自 2019 年以來一直在月球背面漫游，由于通信窗口有限，它很大程度上要依賴自身的導航。計劃于 2026 年發射的“嫦娥七號”任務將攜帶可以在陰暗坑洞中自主跳躍并尋找水冰的小型“跳躍器”

我們正站在一個歷史性的關頭。 正如 20 世紀 60 年代的太空時代是由火箭工程的突破推動的一樣，2020 年代和 2030 年代的新一輪探索浪潮將由人工智能和計算領域的突破推動。 先進的火箭和航天器將我們帶到新世界，而先進的人工智能讓我們在到達那里后能夠高效地探索這些世界。

不知不覺見人類將命運交給我們創造的工具

Credit: Space News

想象一下，當載著數十名乘客的星艦的猛禽發動機根據實時震波分析，在毫秒間調整推力矢量；某顆歐洲氣象衛星在太空垃圾雨中突然啟動"蜂群協議"，將3顆發展中國家剛發射的納米衛星推向更高風險軌道，以保全自身價值27億美元的高精度傳感器陣列；自主決策的探測器在一顆遙遠的系外行星上意外發現了一個充滿微生物的生態圈，決定進入這個生態圈進一步探測， 但也對生態圈造成無法逆轉的污染 — 人類在賦予AI星際決策權時，正手握雙刃劍

或許在不久的將來，這些硅基實體將不只是工具，而是承載著人類文明意志的太空原住民。而在那一天真正到來之前，還有太多技術，戰略，法律，以及倫理的考量有待探索

——The End——

『天文濕刻』 牧夫出品

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披著藍色光帶的紅月

Credit: Zixiong Jin

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