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空间探索转向可持续发展多元维度 业内共探“三位一体”发展路径|聚焦2025浦江创新论坛
①在全球积极探索可持续发展道路的当下,空间领域的可持续性发展正逐渐成为焦点;
                ②2025年浦江创新论坛・空天海洋先进科学与技术论坛以“空间可持续:通过空间,为空间,在空间”为主题,探讨了太空可持续发展的多元维度。

《科创板日报》9月23日讯(记者 陈俊清 王楚凡) 在全球积极探索可持续发展道路的当下,空间领域的可持续性发展正逐渐成为市场焦点。

其中,空间探索已从技术竞赛转向可持续利用轨道资源、治理太空垃圾等核心议题。低轨卫星网络为全球气候监测提供实时数据,然而,近地轨道卫星的过度拥挤等问题,“通过空间、在空间、为空间”三位一体的认知框架有待建立,构建多维度治理体系。

2025年浦江创新论坛・空天海洋先进科学与技术论坛以“空间可持续:通过空间,为空间,在空间”为主题,探讨了太空可持续发展的多元维度。

“通过空间”的可持续

太空正成为实现全球可持续发展的关键推动力。通过卫星遥感可为监测气候变化、支持灾害响应和优化农业提供关键数据,全球卫星互联网则实现欠发达地区和偏远地区通信基础服务的普及。

上海市科学技术委员会副主任屈炜在致辞中表示,空天与海洋是人类探索未知、守护地球的关键领域。当前技术发展正从竞争获取转向可持续利用与全球治理,亟须构建公平、包容、有效的全球治理框架。

在技术应用层面,卫星遥感与对地观测成为支持可持续发展的重要工具。中国科学院国家空间科学中心研究员施建成分享了其团队在青藏高原水循环与能源平衡监测方面的研究,通过开发新型卫星算法生成了15个关键数据集,为理解气候变化影响提供了科学依据。

澳门科技大学助理教授玛塔·菲利帕·西蒙斯则从太空生物学角度出发,介绍了太空真菌学这一新兴交叉学科,探讨真菌在太空环境中的行为变化及其对宇航员健康、基础设施安全的影响与潜在应用。

电子科技大学(深圳)高等研究院深思实验室主任杨军教授阐述了低空经济的迅速发展及其对一体化空天地海通信网络的需求,提出通过卫星、高空平台、地面基站协同构建支持万物互联的智能网络。

而在深空领域,国际深空探索协会(IDSEA)创始成员安麦特分享了参与中国嫦娥八号月球探测任务的经历,介绍了中土联合开发的AI驱动可变形式月球机器人(CHERI),用于未来月球科研站的地质测绘与环境探测。

近地空间方面,上海海事大学教授刘卫聚焦于智能船舶与气象导航技术,提出通过卫星数据与人工智能结合,实现船舶航线的多目标优化,提升安全性、效率与可持续性。他还介绍了中国在自主航行船舶(MASS)技术研发与规范制定方面的进展。

中国科学院上海技术物理研究所教授尹达一则展示了团队研发的轻量化高性能光学成像仪(MUVII),可用于水环境监测、有害藻华预警等,该技术也将应用于中葡“一带一路”联合实验室项目。

葡萄牙米尼奥大学工程学院副院长劳尔·法格罗和葡系统与计算机工程技术研究所高级研究员若阿金·若昂·索萨均强调了教育与合作在推动空天海洋科技创新中的关键作用。他们介绍了葡中在空间、海洋通信领域的合作历史与未来计划,表示将以大学为锚点,持续推进联合研究与人才培养。

“为空间”的可持续

空间活动可持续转型助力航天产业健康发展。可重复使用运载火箭、绿色推进剂等技术创新正引领太空活动逐步向环境影响更小、资源负担更轻的可持续性发展,推动降低太空活动对地球的影响。

中国科学院沈阳自动化研究所研究员高升表示,随着我国空间探索从近地轨道向地月空间、深空探测拓展,大型空间设施的轨道建造已成为必然趋势。“当前国际航天领域正将大型设施在轨建设确定为未来技术发展的关键方向。我国多项在轨机器人技术已成功应用于嫦娥探月工程和中国空间站任务。”

据了解,高升所在的研究团队近年来取得多项成果,包括为嫦娥五号、六号研制了全景相机转台;自主研发的空间站机械臂系统实现0.2毫米的操作精度;2022年发射的双臂智能空间机器人系统更达到0.1毫米和0.1度的控制精度,成功完成故障卫星捕获、损伤检测等在轨任务。

“近年来,微纳卫星,尤其是CubeSat立方卫星已成为全球航天领域发展中最受关注的议题之一。”大连理工大学教授于晓洲表示,其带领的CubeSat团队正在与华为开发实时操作系统。据其透露,该团队已通过模型对CubeSat进行提升,已实现0.75米高分辨率遥感、轨道自主提升等突破,与此同时,该团队通过与多个大学合作提出的100公斤的月球机器人项目被国家航天局选中,计划于2029年嫦娥八号任务中部署自主研发的月球机器人。

随着中国空间科学探索不断推进,高价值空间设施的部署正从近地轨道向高轨道、地月空间、月球乃至火星深空拓展。这些任务普遍具有规模大、结构复杂、操作时间长、任务类型多、需摆脱对地球依赖等特点。

中白合资封闭式股份公司“航空技术与系统”副总经理科斯捷维奇·谢尔盖·阿纳托利耶维奇表示,目前,大多数无人机仍依赖人类操作员进行远程控制,但人工智能技术正在推动无人机向自主学习和自主决策的智能化方向演进。

他认为,传统处理器无法解决复杂环境下的自主决策问题,需要多芯片处理器架构。这些处理器能够在标准电压下运行,多智能体协同技术是另一个重要发展方向。云-边-端架构可实现云端统一调度多机航线,自组网技术支持弱网环境下集群自主组网,动态队形规划算法可实时调整编队。目前,空地一体化作业系统已经得到实际应用,如南方电网构建的"自动充电-航线规划-巡视-缺陷分析"全链条系统,实现7×24小时无人值守巡检。

据叠境数字副总裁石志儒介绍,数字孪生技术正成为推动卫星产业全链路数字化升级的核心路径。该公司依托上海科技大学孵化平台,以人工智能驱动三维数字资产创建,显著降低虚拟建模成本。其数字孪生系统融合云原生平台、多模态数据与实时渲染技术,支持从环境模拟、物理规则映射到多域协同的端到端应用,已成功应用于智慧城市、卫星制造等领域。

“在空间”的可持续

在空间的可持续发展进程中,除运载工具革新外,轨道资源管理与太空垃圾清理也日益受到重视。通过智能导航系统精准规划卫星运行轨道,避免碰撞风险,延长在轨设施使用寿命,减少废弃物体产生。

同时,研发捕获与离轨技术,主动清除失效航天器,降低近地轨道碎片密度,维护空间环境安全。这些举措与绿色推进技术协同配合,共同构建起全链条的空间生态保护体系,为未来大规模星座部署和深空探测提供支撑。

VLBI是一种通过同步测量宇宙射电源信号进行精密测地的技术,其测量精度可达每1000公里误差仅±1毫米。该技术能提供地球自转速度、旋转轴指向等关键参数,是建立天地参考系的重要技术手段。

中国科学院上海天文台研究员舒逢春表示,中国已建成包括上海佘山、新疆乌鲁木齐等地的13米望远镜网络,并正在西藏和珠穆朗玛峰地区建设新的无线电望远镜站。“珠峰站将成为世界上海拔最高的观测站,不仅具有高度优势,还能有效避免无线电干扰,获得更优质的观测数据。”舒逢春说。

舒逢春认为,随着5G通信和低轨卫星星座的快速发展,VLBI观测面临严重的无线电频率干扰。以上海佘山站为例,该站受到5G基站信号的严重干扰,特别是在3.4GHz、6.9GHz和10.2GHz等频段。

随着近地轨道卫星数量激增,太空交通协调已成为确保太空可持续发展的关键挑战。在国际范围内,由欧洲太空局(ESA)与OKAPI共同开发的太空交通协调平台正投入使用,为全球卫星运营商提供碰撞规避协调服务。

数据显示,2020年以来商业卫星发射数量呈现爆发式增长。特别是在500-600公里高度的低地球轨道区域,不仅运行着中国空间站和国际空间站,更聚集了数量庞大的活跃卫星。“现在70%的轨道接近事件都发生在活跃卫星之间。”OKAPI Orbits 德国公司首席技术官克里斯托弗-凯布舒尔表示,“最大的问题在于,运营商之间缺乏有效沟通机制。"

他认为,需要建立分层级的太空交通规则体系。顶层规则确保关键任务优先执行,中层通过双边协议协调操作顺序,底层制定基本操作规范。

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