近年来，太空碰撞预警事件频繁发生，令全球瞩目。2024年2月，废弃的俄罗斯COSMOS 2221卫星与NASA的TIMED卫星在608公里的轨道上险些相撞，距离仅剩不到20米；而在2024年6月，废弃的俄罗斯RESURS-P1卫星爆炸，释放出上百块碎片，迫使国际空间站的宇航员迅速避难。这些事件深刻揭示了太空安全的紧迫性，激发了对太空交通管理技术的急切关注，使其成为当前航天领域的重要议题。

　　太空交通管理面临的问题及挑战

　　太空交通环境与地球交通截然不同，复杂性更高，航天器的运行受到多种因素的影响。随着空间碎片数量的持续上升、太空交通密度的增加和轨道拥挤问题的加剧，太空交通管理面临的挑战日益严峻。

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　　在轨航天器的数量快速增长

　　随着航天器平台与载荷技术不断成熟，卫星研发成本不断降低，大型或巨型星座不断涌现，在轨航天器数量呈现出爆发式增长的态势，导致航天器彼此之间发生碰撞的概率明显增加。为了降低碰撞概率，各国纷纷建设太空态势感知体系。以美国为例，自20世纪50年代开始建设太空态势感知体系，历经多年的发展，美国太空监视网络遍布全球17个场地，由地基和天基系统两部分构成，其中最著名的当属北美的太空篱笆，太空监视网络提供空间目标编目和识别、检测与跟踪等任务。

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　　在轨航天器应急响应能力要求高

　　太空环境复杂多变，大气环境、高能辐射环境、太阳风暴以及陨石等，均可能影响航天器的正常运行。在紧急情况下，快速有效地制定应急响应策略至关重要。各国通过先进的控制算法和人工智能技术，提升了应急响应的效率和自适应能力。

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　　空间碎片环境日益严峻

　　目前，厘米级太空碎片高达几十万，此外还有大量微小碎片无法被精确探测。空间碎片一旦与在轨航天器发生碰撞，毫米级以上尺度的碎片会穿透航天器的表面，破坏航天器内部件，可能会导致航天器无法正常运行，甚至引发解体。目前，空间碎片的处理措施包括技术手段（如监测预警、碰撞规避和碎片清理）和国际法律合作（如制定相关法律法规及信息共享）。

　　因此，如何确保航天器在复杂的太空环境中安全运行、降低碰撞和干扰风险，以及保证太空活动的高效可持续性，已成为一项重大挑战。

　　空间复杂环境态势示意图

　　人工智能在太空交通管理中的应用

　　人工智能技术作为当代前沿科技，在大规模数据计算、事件决策和预测等方面具有显著优势。太空交通智能管控利用人工智能技术对太空活动中各类目标进行监测、跟踪和分析，预测其潜在风险，制定相应的规则和措施以确保太空活动的安全性和高效性，为太空交通提供智能决策方案，实现太空交通的智能化管理。

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　　太空智能态势感知，掌握潜在威胁

　　太空态势感知作为太空交通管理的基础，涉及太空目标信息的获取、处理和态势认知，以及对太空环境的持续监测与评估，确保太空安全、保障太空活动顺利进行。人工智能能够提高太空目标信息获取、处理和感知的质量和速度，通过处理和分析大量态势数据构建感知模型，实现在轨目标的实时跟踪与监测。基于机器学习，对在轨目标进行碰撞预警风险评估和潜在危险目标筛选，提高在轨航天器运行的安全性。

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　　空间碎片数量减缓，减少交通隐患

　　空间碎片对空间环境的影响日益严重，直接威胁太空活动的安全。空间碎片减缓技术是指一系列旨在减少空间碎片对在轨航天器和太空任务产生负面影响的措施和方法。在设计和生成新的航天器阶段，利用空间碎片减缓的知识表示和推理模型，构建空间碎片减缓专家系统，制定智能化碎片减缓策略，助力于航天器发射、运行以及退役后限制新碎片的产生，改善空间碎片环境；同时利用人工智能方法对空间碎片进行检测、跟踪与预测，通过自动化建模和分析技术，助力碎片清除，让出可用的轨道资源，减少碎片对在轨航天器的影响，保障安全运行。

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　　智能自主规避，保障运行安全

　　为确保航天器的安全稳定运行，需要制定高效的自主规避策略。在碰撞预警发生后，人工智能能够综合考虑风险、任务约束等信息，快速制定规避方案，减少人工干预，提高响应速度。通过智能算法，计算最优机动距离、避碰时刻和机动速度，制定最优规避策略，并主动规避，以减少碰撞概率并优化能量消耗，确保航天器在空间环境中的安全运行。

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　　交通智能调度，减少轨道拥挤

　　太空交通调度是对在轨航天器进行有序管理和控制的过程，以确保太空活动的安全性和可持续性。随着太空活动的日益增多，如何制定科学合理的太空交通调度策略，确保太空交通安全高效运行，是实现太空交通智能管理的关键。人工智能通过优化算法模型搭建，对太空交通进行智能调度，减少轨道拥挤，提高交通运行效率，确保太空交通的安全和高效运行。

　　洞察者太空交通管理引入工智能技术

　　2024年，在轨卫星数量已经达1万多颗，太空交通安全问题迫在眉睫。星图测控对洞察者空间信息分析基础平台碰撞预警系统采用结构化、组件化设计和并行计算技术，结合轨道确定与预报等核心技术，实现对空间目标的全面态势感知。能够提供轨道误差分析、目标筛选和接近事件预报、碰撞风险初步评估分析、碰撞风险细致评估、碰撞规避机动规划、机动效果分析与评估等服务，为在轨航天器的安全运行提供强有力的数据支持和分析。

　　洞察者空间信息分析平台-碰撞风险细致评估

　　2024年，星图测控对洞察者空间信息分析基础平台碰撞预警系统进行了升级，完善了碰撞预警大模型，实现了对电推进卫星碰撞预警计算，通过引入超算引擎和人工智能技术，实现了对巨型星座高效率高精度碰撞预警计算支持，规模超过1万颗卫星、10万+空间碎片，单星计算时间不超过1秒，计算接近时刻精度优于0.001秒。

　　未来，星图测控将继续优化人工智能数据分析算法，扩大数据资源池，进一步提升对大型星座的碰撞预警分析能力。

　　洞察者空间信息分析平台-碰撞预警风险评估界面

　　洞察者空间信息分析平台-碰撞预警分析

　　总结

　　太空交通智能管理是确保在轨航天器安全运行的关键技术。随着人工智能技术的飞速发展，这一领域的应用正迈向前所未有的自动化和智能化。未来，智能管理系统将实现自主决策和自动调度，根据空间环境的实时动态提供精准的自主导航、线路优化、故障处理和任务执行等服务，极大提升太空活动的安全性与时效性。人工智能将把太空交通管理推向智能化的新纪元，使其更加高效和智慧，成为不可或缺的技术支柱，为人类探索宇宙提供坚实的保障。

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