Trung Quốc khởi động dự án vệ tinh 'Số hóa Không gian số 1': Bước tiến xây dựng 'Bộ não vũ trụ'

Văn | A Chí

Trong thập kỷ qua, ngành hàng không vũ trụ thương mại Trung Quốc đã hoàn thành mục tiêu giai đoạn đầu là "chế tạo được, phóng lên được", năng lực sản xuất vệ tinh tăng nhanh, các thử nghiệm tên lửa tái sử dụng đang tiến tới các cột mốc kiểm chứng dày đặc. Tuy nhiên, khi tài nguyên quỹ đạo chuyển từ trạng thái dư thừa sang chật chội, trọng tâm cạnh tranh giữa các quốc gia cũng chuyển từ năng lực phóng sang năng lực vận hành, trong đó "quản lý được, sử dụng tốt" trở nên vô cùng quan trọng.

Theo tính toán của Đại học Công nghệ Quốc phòng, với giả định duy trì khoảng cách an toàn tối thiểu 50 km giữa các vệ tinh, không gian quỹ đạo thấp từ 300-2000 km chỉ có thể chứa an toàn tối đa khoảng 175.000 vệ tinh. Khi số lượng vệ tinh tăng từ vài nghìn lên hàng chục nghìn, phương thức truyền thống là các trạm mặt đất xếp hàng chờ lệnh truyền tin lên xuống sẽ trở nên quá tải, và các mô hình quản lý vệ tinh hiện tại đang dần mất hiệu lực.

"Trong thập kỷ tới, chủ đề chính của phát triển hàng không vũ trụ nên là số hóa và thông minh hóa không gian." Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc Ngụy Phụng Tư (Wei Fengsi) đã đề cập đến quan điểm cốt lõi này trong bài phát biểu tại Hội trường Báo cáo Viện sĩ về Đổi mới Khoa học Công nghệ vào tháng trước.

Cụ thể hơn, đó là các vệ tinh trong tương lai không thể "chỉ có mắt mà không có não".

Ngày 26 tháng 7, Hội nghị Thúc đẩy Chiến lược "Không gian số" và Lễ khởi hành vệ tinh thử nghiệm "Digital Space-1" (Không gian số số 1) đã được tổ chức tại Bắc Kinh.

Với tư cách là người đề xuất "Chiến lược Không gian số", Viện sĩ Ngụy Phụng Tư chỉ ra tại hiện trường rằng, đối mặt với những thách thức như môi trường không gian phức tạp biến đổi, tài nguyên quỹ đạo ngày càng chật chội và sự phối hợp vận hành của các chòm sao vệ tinh quy mô lớn, cơ sở hạ tầng không gian tương lai không chỉ cần liên tục nâng cao năng lực cảm biến mà còn phải xây dựng hệ thống thông minh có khả năng nhận thức, suy luận và ra quyết định. "Bộ não không gian" là trung tâm cốt lõi của việc xây dựng không gian số, cần hình thành một hệ thống trí tuệ não bộ kết nối với môi trường không gian thực, thông suốt từ "cảm biến - nhận thức - hành vi", thúc đẩy tàu vũ trụ chuyển dần từ "chỉ huy từ mặt đất, thực thi trên quỹ đạo" sang vận hành thông minh tự chủ hạn chế và phối hợp giữa vệ tinh với mặt đất trong các tình huống rủi ro.

Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc Ngụy Phụng Tư.

Cái gọi là trí tuệ não bộ, nói một cách đơn giản là tích hợp toàn bộ ba khâu cảm biến không gian, nhận thức không gian và hành vi không gian lên vệ tinh, hình thành một vòng lặp kín thông minh toàn chuỗi ở cấp độ mili giây, giúp các vệ tinh giống như hàng nghìn đàn chim trong tự nhiên, không va chạm vào nhau và tự chủ ứng phó với những thay đổi của môi trường.

Điểm đặc biệt của việc chính thức khởi động dự án vệ tinh thử nghiệm "Digital Space-1" không nằm ở việc nó sẽ thực hiện cụ thể những nhiệm vụ gì, mà là để kiểm chứng một điều: liệu vệ tinh có thể sở hữu "bộ não" của riêng mình hay không.

Giống như việc đi biển cần có hải đồ, khi bước vào kỷ nguyên hàng không vũ trụ lớn, nhân loại cũng cần vẽ ra "bản đồ hàng không vũ trụ" của riêng mình, và đằng sau đó đều phụ thuộc vào việc nâng cao năng lực số hóa và thông minh hóa không gian.

Và khi vệ tinh cần có "bộ não", một cuộc đột phá công nghiệp về không gian số cũng đã bắt đầu tại Bắc Kinh.

Là đơn vị thúc đẩy việc triển khai và ứng dụng thực tiễn "Chiến lược Không gian số" của Viện sĩ Ngụy Phụng Tư, Digital Space (Số tự thái không) được thành lập vào năm 2019, với hoạt động kinh doanh cốt lõi tập trung vào số hóa, thông minh hóa không gian và các ứng dụng liên quan. Để đẩy nhanh việc hiện thực hóa "bộ não" không gian số, hiện công ty đang tăng tốc nghiên cứu chế tạo tải trọng thông minh và phát triển thuật toán mô hình không gian số.

Chủ tịch kiêm Tổng giám đốc Digital Space, ông Vương Thế Kim (Wang Shijin), đề cập tại hội nghị rằng, xoay quanh các nhu cầu về vận hành an toàn chòm sao vệ tinh quy mô lớn, ứng phó rủi ro môi trường không gian và vận hành tự chủ của vệ tinh, Digital Space đã đề xuất giải pháp "Lái xe thông minh cho vệ tinh + Quản lý thông minh không gian": thông qua tải trọng cảm biến và tải trọng lái xe thông minh trên vệ tinh để nâng cao năng lực vận hành tự chủ, đồng thời dựa vào nền tảng mặt đất SpaceOmni để thực hiện giám sát môi trường, cảnh báo rủi ro, vận hành chòm sao, suy luận bản sao số (digital twin) và ra quyết định nhiệm vụ.

Cụ thể là, ở phía vệ tinh, việc lái xe thông minh cho vệ tinh thông qua việc bổ sung lớp cảm biến và tải trọng thông minh, giúp vệ tinh có khả năng tự chủ cảm biến và ra quyết định đối với môi trường không gian, trạng thái hệ thống và rủi ro va chạm; ở phía mặt đất, nền tảng quản lý thông minh không gian tích hợp giám sát môi trường, cảnh báo rủi ro, vận hành chòm sao và suy luận bản sao số, xây dựng vòng lặp quản lý kiểm soát thông minh vệ tinh phối hợp giữa vệ tinh và mặt đất.

Sứ mệnh của vệ tinh thử nghiệm "Digital Space-1" chính là đưa kiến trúc trí tuệ não bộ "cảm biến - nhận thức - hành vi" do Viện sĩ Ngụy Phụng Tư đề xuất lên không gian để kiểm chứng trên quỹ đạo. Tại hội nghị, ông Vương Thế Kim cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của tốc độ - ngành hàng không vũ trụ thương mại không thể chờ đợi, phải đi bằng hai chân, sớm thu thập được dữ liệu trên quỹ đạo.

Để đẩy nhanh hơn nữa quá trình kiểm chứng công nghệ, chuyển đổi thành quả và ứng dụng thương mại, tại hội nghị, Digital Space đã ký thỏa thuận hợp tác công nghiệp với 12 doanh nghiệp hàng không vũ trụ thương mại như Spacety, HEAD Aerospace, Taihu Nebula, DFH Satellite, JunTian Aerospace, Starlink, MinoSpace, v.v. Tiếp theo, các bên sẽ hợp tác xoay quanh các hướng như nghiên cứu chế tạo vệ tinh thử nghiệm, lắp đặt tải trọng thông minh, phối hợp thích ứng nền tảng, thử nghiệm trên quỹ đạo và mở rộng các kịch bản ứng dụng.

Ngoài ra, Digital Space cũng đưa ra sáng kiến xây dựng ngành công nghiệp chung - "Xây dựng nền tảng tin cậy không gian, cùng xây dựng hệ sinh thái công nghiệp trí tuệ não bộ", thúc đẩy các trường đại học, viện nghiên cứu, doanh nghiệp trong chuỗi công nghiệp, đơn vị sử dụng và các tổ chức đầu tư tăng cường hợp tác, đẩy nhanh việc kiểm chứng công nghệ then chốt thông minh cho vệ tinh và chuyển đổi thành quả.

Một thực tế là, "hộp đen" và "ảo giác" của các mô hình ngôn ngữ lớn vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề khó giải quyết khi áp dụng vào các kịch bản hàng không vũ trụ hiện nay, trong khi không gian là thế giới vật lý khách quan thuần túy, quy luật nhân quả là ràng buộc cơ bản. Do đó, quan điểm của ông Vương Thế Kim là sử dụng mô hình thế giới vật lý làm nền tảng, nhúng các tiêu chuẩn, kinh nghiệm kỹ thuật và quy luật vật lý đã tích lũy hàng chục năm trong ngành hàng không vũ trụ vào hệ thống thông minh, để mỗi lần suy luận đều "quy tắc có thể nhìn thấy, suy luận có thể tiến triển, quyết định có thể kiểm soát".

Trong tương lai, nếu có thể thông qua hệ thống lái xe thông minh cho vệ tinh để tích hợp các vệ tinh viễn thám và thông tin liên lạc thương mại từ nhiều nguồn khác nhau thành một mạng lưới cảm biến và ra quyết định, chúng ta có thể hiện thực hóa bước nhảy vọt từ cung cấp dữ liệu đơn thuần sang cung cấp quyết định, thực sự làm cho dữ liệu vệ tinh "sống động", thúc đẩy ngành hàng không vũ trụ Trung Quốc chuyển mình từ "quản lý được" sang "sử dụng tốt".