中国探月这些年,没有AI,可能很多事都完不成

中国探月这些年,没有AI,可能很多事都完不成

本文核心观点
2013年12月14日,嫦娥三号降到距月面98米,停住。 激光三维成像敏感器开机,大约3秒,把脚下2500平方米的地面扫了一遍。它从这片地里挑出一块10米见方的平地,朝那个点落了下去。

中国探月这些年,没有AI,可能很多事都完不成

2013年12月14日,嫦娥三号降到距月面98米,停住。

激光三维成像敏感器开机,大约3秒,把脚下2500平方米的地面扫了一遍。它从这片地里挑出一块10米见方的平地,朝那个点落了下去。

这几十秒,北京飞控中心插不上手。月球离地球38万公里,信号单程要走1.3秒,一来一回2.6秒。从开始减速到落地一共12分钟,速度要从每秒1.7公里降到零,等地面看清画面再发指令,探测器已经在别处了。

只能让它自己看,自己算,自己定。

中国探月现在走到哪一步

中国探月分三步走:绕、落、回。

2007年10月24日,嫦娥一号发射,绕着月亮转。2013年12月,嫦娥三号带着玉兔号落下去。2020年12月,嫦娥五号把月球样品带回了地球。三步走完,2021年启动四期工程,嫦娥六号、七号、八号,目标都在月球南极。

载人登月的时间表是2030年前。飞船叫梦舟,着陆器叫揽月,火箭是长征十号,月球服叫望宇,载人月球车叫探索。2026年2月,长征十号完成低空飞行试验,梦舟完成最大动压逃逸分离试验。

月球背面,信号传输只能靠“鹊桥”

2019年1月3日上午10点26分,嫦娥四号落在月球背面的冯·卡门撞击坑。

月球永远只用同一面朝着地球。落在背面的探测器,被整个月球挡在后头,信号直接传不回来。所以中国先发了一颗中继卫星“鹊桥”,让它停在能同时看见地球和月球背面的位置,替两边传话。

中间多一道转发,指令一来一回更慢,地面能插手的余地更小。着陆还是那套动作:100米高度悬停,自己找障碍和坡度,自己挑一块平的。

跟着下去的玉兔二号,设计寿命3个月,现在还在月背跑,超期服役七年多,是人类在月面工作时间最长的月球车。它走的每一段路都是地面定的:车上的导航相机先拍照,照片传回北京航天飞行控制中心,还原成月面数字影像图,地面看清坑有多深、石块有多大多远,再按它的爬坡和越障能力定出一条安全路线和沿途的导航点。

落月那12分钟必须自己扛,走路不用,它可以停在原地等下一段路。它自己做主的是另外几件事:走的时候遇到危险自己停下避开,月夜来了自己休眠,光照够了自己醒过来。

挖土的时候,钻还是铲,它自己判断

2024年6月2日到3日,嫦娥六号在月背的南极-艾特肯盆地取了土。官方给这件事的名字是“月背智能快速采样”:钻具钻取加机械臂表取,多个点位分别采,采样效率比过去提高约30%。

月背取样没有实时指挥的条件,探测器得自己判断什么时候钻、什么时候提、什么时候起飞。最后带回来1935.3克月壤,6月25日落在内蒙古四子王旗,这是世界上第一份来自月球背面的样品。

109,956个撞击坑,是AI从嫦娥拍的数据里认出来的

落月、走路、挖土,靠的是视觉和控制算法。平时说的那种拿数据训练出来的AI,干活的地方在地面。

嫦娥一号和二号绕月时拍回大量影像和地形数据。月面上密密麻麻的撞击坑,过去靠人一个一个标,各家数据库的数量、位置、大小都对不上。

2020年12月22日,《自然·通讯》上发了一项工作:吉林大学地球科学学院副教授杨晨、计算机学院教授管仁初,联合中科院国家天文台李春来研究员和欧阳自远院士的团队,用深度学习从嫦娥一号、二号的数据里识别出109,956个新撞击坑,又给其中18,996个直径超过8公里的坑标定了地质年代。

难点在样本。带名字、有年代记录的撞击坑就那么几个,不够训练一个模型。他们的办法是迁移学习:先让模型在少量已知的坑上学会坑长什么样,再把这份能力迁到没人标过的数据上。

同样的思路,NOAI2025年复赛第三题考过。那道题让选手做合成语音检测,解题的核心也是拿预训练模型来迁移。

2025年8月29日,中科院地球化学研究所发布了“月球科学多模态专业大模型V2.0”。它能自动识别14类月表构造,准确率超过93%;给它一张撞击坑的照片和一个问题,它能答出这个坑多大、什么形态、大概什么年代形成。工程上它还有个用处,给探测任务自动选着陆点。

下一站是南极,那里有几十亿年没见过太阳的坑

嫦娥七号要去月球南极找水冰。除了轨道器、着陆器和月球车,它还多带了一个飞跃器:从有阳光的地方飞进永久阴影坑的底部,用水分子分析仪当场测,测完飞回阳照区充电,充满了接着飞。

永久阴影坑就是字面意思,坑底照不到太阳。月球南极年平均温度在零下173度到零下113度之间,有的坑里能到零下233度。没有阳光,就没有太阳能,也拍不到能用的光学图像。

火箭只能把探测器送到月球。落在哪、怎么走、挖哪一铲,都得它自己定。

再往后,是一座自己运转的月球科研站

能感知环境、自己决定下一步做什么的系统,AI里叫智能体。月球上这一套已经这么干了十几年,而且错一次就没有第二次。

2028年前后,嫦娥八号要带一台机器人上月球,用月壤3D打印砖块。国际月球科研站的目标是2035年前建成基本型,在月球表面和月球轨道长期自主运行,短期有人参与。

到那时候,月球南极会有一整套设施常年运转。想想,有点科幻啊~

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