从航天日看航天未来发展新动向

文/ 陈蓉 李扬 摄/王磊

▲ 中国航天大会现场

2021年是世界载人航天60周年，也是中国推进航天强国建设的重要一年。为庆祝第六个“中国航天日”，4月23日—26日，2021年中国航天大会在江苏南京召开。本次大会主论坛以“新起点 新征程 新愿景”为主题，汇聚中外航天界的领军人士，深入探讨新时代航天发展新格局、前沿与关键技术领域发展、高水平开放与合作等重大课题。

通过此次航天大会的专题和议程，我们可以挖掘和发现当前航天发展的新趋势、新动向。

走向深空：从月球探测到行星际穿越

深空探测是人类对月球及以远的天体或空间环境开展的空间探测活动，是当前和未来航天领域的发展重点之一。美国、俄罗斯、欧空局等主要航天国家和组织开展了对月球、火星、小行星和太阳的多样探测活动，未来也有一系列的深空探测计划，美国的“新视野号”就在近期达到距离地球75亿公里的距离。我国也在不断加快向更远深空迈进的步伐。

2018年10月，我国提出了进行首次火星探测、小行星探测、火星取样返回以及木星系及行星际穿越探测4项任务。

2020年，执行我国首次火星探测任务的“天问一号”火星探测器成功发射；2021年，“天问一号”已成功完成“绕、落、巡”任务中的“绕”，即将实现“落、巡”。2024年前后，我国将开展小行星探测任务，实现近地小行星2016HO3伴飞+取样，以及主带彗星133P的伴飞探测，探测小行星及彗星的形貌、表面物质成分、内部结构，测定小行星及彗星的轨道参数、形状大小，测定物理性质、化学与矿物成分，并开展小行星样品分析研究。

▲ 中国科学院院士叶培建作《我国小天体探测任务的设想》报告

▲ 中科院国家空间科学中心主任王赤院士在作《太阳系边界探测关键科学问题》报告

2028年前后，我国预计开展火星取样返回探测任务，实现对火星的环绕、着陆、取样；2029年前后，预计开展木星系及行星际穿越探测，实现木星系环绕探测和木星以远行星的飞越探测；2049年前后，预计开展太阳系边缘探测任务，探测器飞行至距地球150亿公里以上的外日球层边际，开展物质结构、宇宙演化、生命起源等重大科学问题的探测与研究。

2021年3月，中国与俄罗斯联合发布《中国国家航天局与俄罗斯国家航天集团公司关于合作建设国际月球科研站的联合声明》。未来中国与俄罗斯将在月球南极89°左右建立科研站，这里能提供连续180天光照，可探索水冰的存在。

载人航天方面，长征五号B运载火箭已将我国首个空间站核心舱送入预定轨道，开启中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空的新征程。

走向智能：从智能控制到智慧航天生态

当前，人工智能技术取得了快速发展，并在航天领域智能化体系的构建与智能技术的应用中获得了广泛的重视。未来深空探测、空间智能、低成本航天、智慧火箭等各个方面都需要更高层次的智能控制技术。

未来月球及其以远的深空探测活动任务的复杂性、模式的多样性和环境的特殊性，对人工智能提出了极为迫切的需求，可以预见，未来深空探测将呈现天地一体、虚实共建、人机协同的高度智能化。面向深空探测远距离、极端环境等带来的一系列挑战，人工智能技术将成为以月球/行星驻留科学探测与资源开发利用为主题的未来深空探测任务的研究重点。

本次大会的亮点之一在于设立了多个与智能技术与应用相关的学术论坛。

智能控制助推智慧火箭发展学术论坛立足于促进中国航天控制领域智能技术的交流与发展，推动航天智能技术的基础理论原始创新、核心关键技术突破及工程应用推广。论坛聚焦“智能控制+智能发展”领域技术发展和工程实践，进行广泛学术交流与深入研讨。智能技术将使飞行器变得更聪明、更自主，通过学习训练，增强飞行器适应复杂飞行环境的能力，确保飞行成功。

空间智能自主控制论坛以“空间智能自主控制推动航天技术发展”为主题，开拓空间智能自主控制蓬勃发展的新时代。可诊断性与可重构性设计是提高航天器在轨运行质量的有效途径，可以从系统层面克服航天器控制系统固有可靠性不足、星上资源受限以及在轨故障不可维修等缺陷，目前已引起控制理论和航天器控制工程等领域的高度重视与广泛关注。

航天大数据智能处理论坛以“智在长空牧群星”为主题，围绕航天领域大数据处理的关键技术和应用研究开展深入交流，探讨未来的发展方向。随着我国航天强国建设的蓬勃开展，航天领域积累了大量的数据资源，基于机器学习等人工智能技术对航天大数据进行了有效的处理分析，是挖掘其中价值的核心手段。对航天器的研制，运行和应用均具有重要价值。

▲ 中国工程院院士魏毅寅作题为《空天飞行器发展展望——开启空天飞行探索新征程》的特邀报告

▲ 中国宇航学会高级专家孙为刚在作《畅想地月空间生态圈》报告

走向应用：通、导、遥构建天地一体化信息网络

卫星应用主要涉及通信、导航、遥感和科学探测与试验等方面。我国构建了以通导遥为主体的应用卫星体系，目前全球在轨运行的2000余颗卫星中，我国拥有近300颗，排名世界第二。

通信卫星性能大幅提升，已形成了东方红三号B卫星平台、东方红四号增强型平台、全电推进卫星平台、东方红五号卫星平台等系列卫星平台，将有力支撑2030年前各类通信卫星研制需要。2020年，中国成功发射首颗5G互联网卫星，正式揭开中国卫星互联网发展的序幕。该卫星是中国首颗对标国际水平的低轨宽带通信卫星，采用Q/V等通信频段，具备10Gbps速率的透明转发通信能力，可通过卫星终端及地面站为用户提供5G通信服务，弥补现有地面站和互联网网络的不足，使移动通信和互联网覆盖偏远山区及近海海域和岛屿等地区，实现天地一体的立体覆盖。

▲ 以“智在长空牧群星”为主题的航天大数据智能处理论坛现场

卫星导航定位技术在森林防火灭火、地震监测、交通导航、船舶服务等方面得到了广泛应用，后续还将逐步深度服务应用于民生领域。2020年，我国自主建设、独立运行的北斗三号卫星导航系统完成全球组网并投入使用。北斗导航系统向亚太及周边地区提供连续高精度导航与授时服务，实时定位精度达到米级，成为世界第三个全球导航系统。

遥感卫星系列进一步完善，已形成气象、海洋、资源、测绘、减灾等卫星型谱，光学成像分辨率优于0.5米、雷达成像分辨率优于1米。“高分”重大专项的实施使我国空间分辨率达到亚米级，光谱分辨率达到纳米级，形成了以国家级综合应用、行业应用、区域应用、应急应用为核心的多层面卫星遥感应用、服务体系，有力支撑国民经济发展。

我国已开展面向下一代卫星导航系统的论证研究，预计到2035年将建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系，服务全球，造福人类！未来，我国将建成天地一体化信息网络，实现卫星信息“实时获取、安全可控、随遇接入、按需服务”。

近些年，小卫星星座计划不断涌现，我国也正在开展大型卫星星座建设任务。未来，随着小卫星星座的建设和发展，卫星应用将进一步进入大众消费和民生领域，深刻改变人们的生产和生活方式。

走向产业：构建地月空间经济区

从世界经济发展的历史看，人类的经济活动经历了从大陆经济区到全球经济区的演变。随着航天、信息、能源等新兴技术的发展，人类走出地球引力范围，开展更大空间范围的资源利用和开发，大规模空间开发和利用活动使人类社会正在迎来太空经济新时代——地月空间经济时代。

大规模开发地月空间，对于解决人类生存与发展的问题，践行人类命运共同体，带动科技、经济、安全的全方位发展，推进产业融合协同绿色发展，建设社会主义现代化强国等方面都具有重要意义。

太空经济新时代的到来还将催生新的技术、产品、服务、市场以及相关产业，推动新兴业态的涌现。立足通讯、导航、遥感，空间科学探测与试验，在轨服务与维护等基础产业，推动太空能源、太空旅游、太空医疗、太空教育、太空制造、太空采矿、太空农业等应用产业发展。除了巨大的经济效益外，也具有巨大的科学效益和社会效益。

探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。2021年，我国进入载人空间站在轨建造阶段，并致力于将中国空间站打造成为面向国际社会的、开放的科技合作交流平台；“天问一号”将着陆火星进行探测任务；多颗空间基础设施业务卫星发射，满足国家经济建设和科技发展需要……中国航天必将谱写新的篇章、创造新的辉煌。