NASA与IBM联合发布开源月球研究基础大模型

IT之家 9 月 10 日消息，今年春天，NASA 的阿尔忒弥斯 2 号任务完成了具有历史意义的月球掠飞，这是 1972 年之后人类首次载人绕月飞行。

4 月 6 日，宇航员里德 · 怀斯曼、克里斯蒂娜 · 科赫、维克多 · 格洛弗与杰里米 · 汉森抵达了比以往任何人都更远的地外空间。

如今，NASA 在筹备后续阿尔忒弥斯系列任务的同时，正与 IBM 合作，为科研人员打造全新的月球研究工具。

当地时间周四，双方联合发布了 NASA-IBM 月球基础大模型。

这是一套开源人工智能系统，可在 Hugging Face 平台下载。

IBM 欧洲、英国及爱尔兰研究院院长胡安 · 贝尔纳韦-莫雷诺博士介绍，作为基础大模型，它可以完成多项任务。

首先，NASA 与 IBM 发现，该模型特别擅长识别月球表面可能存在冰的区域。

IT之家注意到，双方开展了一项对照测试：将模型的预测结果，和一套依靠成熟科研流程生成的月球地图进行比对，这套地图融合了地形、温度以及其他环境数据。

研究团队还把该模型和微软开发的高分辨率图像视觉处理模型 SwinV2-B 做对比，最终 NASA-IBM 模型的识别误差降低了 23%。

之所以选用 SwinV2-B 作为参照，是因为它常被用作各类图像分析任务的基准模型。

NASA 和 IBM 还测试了模型识别、分类陨石坑的能力。

在这项测试中，新模型仅使用一半训练数据，性能就比 SwinV2-B 高出 19%。

8 月 5 日，SpaceX 一枚猎鹰 9 号火箭撞击月球，研究团队借此机会验证了模型能力。

IBM 将撞击影像输入模型后，模型准确识别出撞击形成的新陨石坑，即便这个新坑和原有陨石坑大面积重叠。

贝尔纳韦-莫雷诺评价：“效果非常出色，模型一次就识别成功。

”

贝尔纳韦-莫雷诺表示，训练这套模型本身就充满挑战。

他解释道：“在地球遥感观测中，我们能拿到画质完好的图像。

地球大气会散射阳光，环境光可以填充阴影区域，让阴影边缘变得柔和。

但月球上的阴影边缘锐利如刀，漆黑一片。

拍摄时，阴影区域的像素不携带任何有效信息。

”他说：“月球上，不同时段的阳光照射角度不同，时而照亮地表，时而划出浓重阴影，模型必须处理这类光影变化。

同一个陨石坑，在不同照片里看起来可能完全不一样。

”

另一个难题来自计算机视觉模型常规的训练与测试逻辑。

常规做法一般是抹除图像的部分区域，让模型基于训练学到的图像规律，还原被抹掉的内容。

贝尔纳韦-莫雷诺举例：“我们可以抹掉一个陨石坑 90% 的画面，只留下 10%，让模型还原剩下 90%。

”这套方法放到月球场景行不通。

原因不难理解：从轨道拍摄的照片里，大量陨石坑外观高度相似。

贝尔纳韦-莫雷诺称，IBM 一开始尝试用传统方式训练模型，结果“完全失败”。

研究团队最终想出了一套创新方案：“我们把月球像橙子一样切成多个扇形区块，训练集区块和测试集区块完全分开。

这样一来，模型训练就能保持良好的一致性。

”

NASA 与 IBM 对这次发布寄予厚望，其中一个重要原因是配套推出了全球首个同类开源数据集，可供其他科研人员用来开发新模型。

数据集整合了数万张影像与探测仪器数据，来源包括 NASA 的月球勘测轨道飞行器（LRO）、重力恢复与内部实验室（GRAIL）任务，以及日本的月亮女神号月球探测器（SELENE）。

贝尔纳韦-莫雷诺说：“过去一直没有功能全面、性能强大的月球专用大模型，一大原因就是缺少整理得当的配套数据。

”这里的数据整理，指构建一套网格体系，让影像里每一个像素，都能对应模型可调用的其他维度探测数据。

“单单这件事本身就是重大科研成果。

抛开模型不谈，科研圈现在拥有了一套配准对齐的数据集，包含超过 200 万个数据点。

”他补充道：“AI 模型总会被更新的模型淘汰，但数据才是支撑 AI 模型持续发展的根基。

”

月球南极微生物可能经历冻干

五十年来，阿耳忒弥斯四号将首次把人类送上月球，这次是在月球南极。

宇航员必须小心防止微生物偷渡，以免污染研究样本。

美国国家航空航天局 某些耐寒微生物可能在月球上存活 先前的月球任务探索了月球赤道地区，那里强烈的紫外线辐射和昼夜巨大的温差使表面环境不适合生命存在。

但阿耳忒弥斯4号任务计划登陆月球南极，该区域独特的地形可能维持某些细菌和真菌存活，这意味着未来的任务应仔细考虑该区域污染的风险，研究人员在《科学进展》上报告称。

在月球两极，阳光以比赤道低得多的角度照射到月面，形成了永久阴影区，那里的温度可低至零下200摄氏度，且紫外线辐射极少。

美国宇航局戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的有机地球化学家希瑟格雷厄姆表示，这种环境条件与冷冻干燥微生物（如面包酵母）所需的条件相差不大。

格雷厄姆及其在NASA的同事们研究了三种细菌和两种通常与人类相关的真菌。

这些微生物此前曾附着在航天服上、载荷舱内，甚至出现在国际空间站外部。

研究团队发现，这五种微生物在月球南极某些区域至少能存活24小时。

最耐久的微生物是黑曲霉菌，一种常见于浴室和热水器中的真菌。

这种真菌具有厚实的细胞壁，并且能够在休眠状态下修复DNA。

研究人员估计，在某些地区，黑曲霉菌能够存活一周以上。

但生存并不等于繁荣。

在这些条件下，这些微生物很可能无法繁殖或生长。

但即使死亡或处于休眠状态的微生物，也可能对月球研究构成威胁。

它们的蛋白质和其他化学特征仍会在月球表面的样本中显现，从而干扰测量结果。

研究的见解将为阿耳忒弥斯IV号及其他载人任务的去污程序提供依据。

格雷厄姆表示，火星比月球为微生物提供了更为适宜的环境，因此在火星上生命传播的风险会高得多。

越能高效实现月球上的清洁探索，我们在类似火星这样的目的地就将具备更优的准备条件。

相关知识（天文术语） 月球是地球唯一的天然卫星，距离地球约38万公里，表面布满环形山和月海。

它本身不发光，靠反射太阳光被我们看见。

月球对地球的潮汐有显著影响，并在人类探索太空的历史中扮演重要角色，是目前唯一有人类踏足的地外天体。

BY: Libby Riddle FY: AI 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

揽月着陆器无人飞行：1次载荷不超50kg，中国登月时间能更快吗？

只不过，会不会提前多久，这个可能会看我国整个月球任务的进度情况，一般来说，从个人的角度来讲，应该就是在2029年左右进行，不太可能直接踩到线上来是吧，那下面我们就先看看着陆器的问题。

揽月着陆器要无人飞行：1次载荷不超50kg 对于揽月着陆器来说，其实这是我国月球计划之下最为核心的部分，因为要上月球，月球着陆器就是核心，它是带航天员，物资等上月球的关键。

按照我国针对揽月着陆器的设计来看，由登月舱和推进舱组成，主要用于环月轨道与月表间的航天员运输，可搭载2名航天员往返，并可携带月球车和科学载荷，是航天员驻月期间的月面生活中心、能源中心及数据中心。

只不过，这里大家看到2人不要误解，我国首次登月任务计划是3人前往月球，到月球表面是2人，这个要分开，这也说明了其中1人是在轨支持任务了。

所以，这一次我国发布的揽月着陆器进行无人飞行任务，那也说明了我国在正式“载人登月”前，要进行测试，确保各个航天器，火箭等系统的稳定性，这都是常态化的事情。

也就是借用这样的机会，我国推动一次无人上月球的测试，按照说明情况来看——这一次征集的载荷，单次任务搭载载荷总质量不超过50kg，总功耗一般不超过100W，这也说明了给出的空间还是较大，具体搭载什么，可能需要在后续公布了才知道。

所以，针对这一次任务来说，也是值得期待的，要进行无人飞行任务了，在无人飞行之后，必然也就会推动载人登月任务的执行，同时，要发射月面着陆器的话，我国登月火箭系统等方面的测试，也会到来，而且本身从方案来讲，我国是要利用2枚火箭来执行任务，那就是先采用两枚运载火箭分别将月面着陆器（“揽月”）和载人飞船（“梦舟”）送至地月转移轨道。

这说明了可以单独发射月面着陆器测试，但要测试整个系统的话，那肯定也是要进行梦舟飞船的发射测试才行，这还是组合体，具体的安排，就看我国后面航天中心公布了再看看。

中国2030年前登月，能更快吗？ 的确，针对我国整个月球计划来说，一直都是说在2030年前登月，但是相对来说，快也不是没有可能的，我前面也说了，一般来说，在2029年左右的概率是最大的，因为在此前，我国深空探测实验室就给出了一个时间表，那就是在2029年-2030年前登月，这说明了最快还是有可能在2029年，只不过，这一切都是取决我国的整个月球计划的执行过程，只有执行了，才是确定性的。

而从如今的揽月着陆器的征集载荷问题来讲，其实也说明了我国很可能会加速推进了，可以说针对登月任务来说，提前进行测试，这完全也是可以理解的，毕竟测试就是最为核心的。

如果测试都没有问题，那下一步就可以进行载人登月，要是出现了一部分的问题，那还是可以进行相关性的调整，也是具有充足的时间，所以，其实节点还是足够了。

而且，我国在今年也宣布了要进行长征十号甲，梦舟一号飞船的测试，当下还没有给出明确的调整时间，要是整个都测试完成了，后续只需要进行升级测试就行了，毕竟这都是我国登月之下的先锋版。

同时，载人登月火箭依照初期的节点，也是在2027年进行测试，这些都是相互相的，那么，我们就等待时间的到来吧，我国反正也是多次对外公布了，载人登月稳定推进，那说明了一切都没有问题。

如果真的存在变化，我国肯定早就做好了说明准备，不会类似于要执行人了，临时进行任务的改变，大家完全可以放心，不排除我国更快的登月，至少在任务节点之下，都在加速推动之中，这就是趋势。

载人登月难不难？ 对于载人登月来说，肯定是难得。

自从美国阿波罗计划之后，人类再也没有执行过载人登月，就算是美国重启载人登月任务——执行重返月球计划，美国也是面临各种困境，这不仅是烧钱的问题，还是技术上的问题，都是挑战性的。

当然，在载人登月的过程之中，也是推进人类走向深空的关键，所以，都进行。

那到底有多难？ 如在执行载人登月任务的过程之中，对飞船要求有极强的变轨能力，因为登月舱要进行近月制动，其变轨速度大约在八九百米每秒，且要留相当的变轨能力从环月轨道返回月地转移轨道。

登月舱着陆月面和返回环月轨道的速度增量都接近两千米每秒，要实现这个速度，飞船一半以上的重量都是推进剂，而且还需要精确的测控能力，对地面具有动态观察能力，自主调整能力等等，这些都是任务之下的难题。

所以，如果很简单的话，世界上早就有很多国家都已经执行了载人登月任务了，也就是难，如今也没有看到多少国家突破，而且在阿波罗计划之后，当下也还没有谁完成过载人登月任务，这就是问题的根本。

那么，时间虽然紧张，但是在执行载人登月任务之下，我们必须确保每一次的任务都可以完美的执行，并且确保火箭，飞船等方面全面的稳定，具有安全性等之后，才会开启登月任务，前夕的无人测试就是确保的关键。

而我国这一次发布揽月着陆器要无人飞行，其实也就是其中测试的一部分，那么，我们期待早点到来，只要无人测试稳定了，那么载人登月的任务也就来了，这就是趋势。