太空探索是人類(lèi)最具挑戰(zhàn)性和最令人興奮的努力之一。這需要科學(xué)知識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新和人的勇氣相結(jié)合。然而，將人類(lèi)和航天器送往宇宙廣闊而未知的區(qū)域涉及許多限制和風(fēng)險(xiǎn)。這就是為什么人工智能(AI)對(duì)于發(fā)現(xiàn)新的世界和擴(kuò)展我們的視野至關(guān)重要。

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，其致力于創(chuàng)造能夠執(zhí)行通常需要人類(lèi)智能的任務(wù)的機(jī)器和系統(tǒng)，比如推理、學(xué)習(xí)、決策和解決問(wèn)題。人工智能可以幫助我們克服一些挑戰(zhàn)，增加一些太空探索的機(jī)會(huì)。以下是人工智能在太空探索中的7個(gè)驚人應(yīng)用:

1、宇航員助理

人工智能可以幫助宇航員在宇宙飛船或空間站上完成各種任務(wù)，如監(jiān)控系統(tǒng)、控制設(shè)備、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或提供陪伴。例如，CIMON是一款人工智能助手，可以通過(guò)語(yǔ)音和面部識(shí)別與國(guó)際空間站(ISS)上的宇航員互動(dòng)。CIMON可以幫助宇航員處理程序、回答問(wèn)題或播放音樂(lè)。另一個(gè)例子是Robonaut，一種人形機(jī)器人，可以在危險(xiǎn)或常規(guī)任務(wù)中與宇航員一起工作或代替宇航員。

2、任務(wù)設(shè)計(jì)與規(guī)劃

人工智能可以通過(guò)使用以前任務(wù)和模擬的大量數(shù)據(jù)，更有效地幫助設(shè)計(jì)和規(guī)劃太空任務(wù)。人工智能還可以?xún)?yōu)化任務(wù)參數(shù)，如發(fā)射日期、軌道、有效載荷和預(yù)算。例如，歐空局開(kāi)發(fā)了一種名為MELIES的人工智能系統(tǒng)，可以幫助任務(wù)分析師使用遺傳算法設(shè)計(jì)行星際軌跡。

3、航天器自主

人工智能可以使航天器在不依賴(lài)人類(lèi)干預(yù)或地球通信的情況下自主運(yùn)行。這對(duì)深空任務(wù)尤其有用，因?yàn)槟抢锏耐ㄐ叛舆t可能很?chē)?yán)重。人工智能可以幫助航天器導(dǎo)航、避開(kāi)障礙物、適應(yīng)不斷變化的環(huán)境或應(yīng)對(duì)緊急情況。例如，美國(guó)宇航局的2020年火星探測(cè)器毅力號(hào)使用一種稱(chēng)為地形相對(duì)導(dǎo)航的人工智能系統(tǒng)來(lái)分析火星表面的圖像，并相應(yīng)地調(diào)整著陸位置。

4、數(shù)據(jù)分析

人工智能可以幫助分析太空任務(wù)收集的大量數(shù)據(jù)，如圖像、信號(hào)、光譜或遙測(cè)。人工智能可以比人類(lèi)更快、更準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)人類(lèi)可能錯(cuò)過(guò)的模式或異常，例如，美國(guó)宇航局的開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡使用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)其過(guò)境信號(hào)來(lái)發(fā)現(xiàn)新的系外行星。

5、空間通信

人工智能可以幫助改善航天器與地球之間或航天器之間的通信。人工智能可以?xún)?yōu)化通信帶寬、頻率、功率或調(diào)制。人工智能還可以通過(guò)檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤或干擾來(lái)增強(qiáng)通信鏈路的安全性和可靠性。例如，美國(guó)宇航局的深空網(wǎng)絡(luò)使用了一個(gè)名為“深空網(wǎng)絡(luò)”的人工智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以監(jiān)控和預(yù)測(cè)通信天線的狀態(tài)和可用性。

6、空間碎片清除

人工智能可以幫助減少空間碎片的問(wèn)題，空間碎片是指繞地球運(yùn)行的報(bào)廢或丟棄的物體，對(duì)正在運(yùn)行的航天器構(gòu)成威脅。人工智能可以利用雷達(dá)或光學(xué)數(shù)據(jù)幫助跟蹤和編目空間碎片。人工智能還可以幫助設(shè)計(jì)和控制使用機(jī)械臂或網(wǎng)絡(luò)移除或脫離軌道的太空碎片的任務(wù)，例如，ESA的e.脫軌道任務(wù)計(jì)劃使用人工智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使用機(jī)械臂自主捕獲廢棄的衛(wèi)星。

7、天體生物學(xué)

人工智能可以通過(guò)使用表明生物體或其產(chǎn)物存在的生物特征或生物標(biāo)志物來(lái)幫助尋找地球以外的生命跡象。人工智能可以通過(guò)分析行星或衛(wèi)星的物理和化學(xué)特征來(lái)幫助識(shí)別可居住的行星或衛(wèi)星。利用光譜學(xué)或顯微鏡技術(shù)，人工智能還可以幫助探測(cè)可能的生命形式。例如，美國(guó)宇航局的蜻蜓任務(wù)計(jì)劃使用人工智能系統(tǒng)在土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六上駕駛一架類(lèi)似無(wú)人機(jī)的旋翼飛機(jī)，收集樣本，尋找生命前化學(xué)的跡象。