从“院士天团”回看2021空天产业热点 | 年终特辑⑨
报道数字经济
定义转型中国
产业融合、院士经济等思路日渐清晰，空天科技下一个十年的产业逻辑或将迎来质变。
编辑 | 鹿野
中国航天大会、WGDC大会、云天大会、可持续发展大数据国际论坛、中国国际服务贸易交易会、中国人因工程高峰论坛、第四届上海人工智能大会、东湖国际人工智能高峰论坛、百度世界大会与AI开发者大会......
回顾2021空天科技领域院士、学者们的参会足迹，深度跨界融合成为学界提及频率较高的关键词之一。
一方面，业内熟知的华为、腾讯、百度、大疆、吉利等企业跨界融合正在迅猛崛起，将空天科技引向智能化时代。而另一方面，元宇宙、碳中和……为空天科技打开了新世界的大门。
在两院院士的眼中，我国首次火星探测任务取得圆满成功、中国空间站开启有人长期驻留时代、嫦娥五号样品重要研究成果先后出炉等正在诠释技术迭代，也是2021中国十大科技进展中一条清晰的递进线。
而2021年也成为空天信息产业近几年来较为活跃的一年。“星辰大海”浩瀚蓝图之前，通导遥一体化或将在升级到智慧化阶段后，呈现出更大的溢出效应。
“大测绘”，通导遥一体化
去年9月，国务院常务会议审议通过“十四五”新型基础设施建设规划，提出要完善卫星通信、导航、遥感等空间信息基础设施等。
以天空地对地观测与北斗卫星导航为代表的地球空间信息技术纳入信息基础设施的趋势下，中国科学院院士、中国工程院院士李德仁认为，测绘地理信息已经进入了更广阔的“大测绘”领域，即涵盖通信导航遥感一体化的空天信息实时智能服务、基于高精度时空大数据的公共安全服务等。
截止目前，我国已经发射了将近300颗卫星。中国科学院院士、国际欧亚科学院院士童庆禧于去年11月表示，包括气象、海洋、陆地资源、环境探测等对地观测卫星，和北斗导航卫星、通信卫星以及地面系统相融合，形成强有力的对地观测系统，在调查资源、监测环境、防灾救灾、预报天气、监测海洋、研究气候变化、服务于智慧城市、保障农业生产、改善民生等方面发挥着作用。
这也印证着，航天经济的产业链条正不断延伸。
李德仁院士认为，未来中国至少有5个万亿元产业和航天经济有关，但所谓的“航天经济”并不仅仅是发射几颗卫星那么简单，而是要有相关的配套产业支撑。其中包括“实景三维中国建设”“城市信息模型（CIM）平台建设”“城市运营大脑建设”“机器人、自动驾驶相关应用”“空天信息实时智能服务系统”。
产业链条延伸，测绘市场的体量也因此更正迭代。李德仁院士指出，目前整个新基建大约是40万亿的市场体量，测绘在其中至少应该创造5万亿。
不过，谈及未来发展趋势时，李德仁院士认为，“当前，通信、导航和遥感卫星各成体系，导致信息分离、服务滞后，应建立一个通导遥一体化的空天信息实时智能服务系统，使天上的通信、导航和遥感卫星应连成一张‘互联网’，让系统联通、时空融合、服务畅通，服务要做到实时定位、导航、遥感和通信。”
为此，中国科学院院士、国科大杭州高等研究院院长王建宇在上海人工智能大会上呼吁，中国的航天工业应及时转型，占领产业制高点，为人工智能的中国产业发展，在基础设施方面做好奠基工作。
拓展实时、高精度应用，5G/6G不能少
即便对地观测卫星已经占我国发射全部卫星数量1/3左右，但其在通导遥一体化中的价值还未被充分肯定。
相对于遥感数据的获取速度，其快速智能处理和服务能力仍严重滞后，海量数据堆积与有限信息孤岛并存的矛盾依然突出。在实时化、智能化、知识化为特点的智能化测绘新时代，如何实现卫星影像空间感知和空间认知的智能化，以更高的效率和更智能的手段，获得更精准的处理结果，成为亟待解决的问题。
去年，由武汉大学遥感信息工程学院牵头完成的“多模态卫星影像一体化摄影测量遥感智能处理技术及应用”项目荣获2021年测绘科学技术奖特等奖，为遥感数据的智能处理和广域服务提供了可行的思路。
此外，中国科学院院士龚健雅牵头成立智能遥感开源生态联盟，期待依托人工智能等先进技术，联合头部遥感高校与遥感龙头企业，在智能遥感开源生态领域开展基础研究、技术研究和产品研制，形成具有自主知识产权的技术标准和服务规范。
不可否认，我国在轨卫星数量逐年递增。据国际欧亚科学院院士、北京邮电大学教授、无线定位领域学科带头人邓中亮介绍，通信卫星在其中占比近19%。
眼下，王建宇院士认为，商业航天的发展将会使互联网的数据传输从目前依赖海底电缆转向卫星通讯。这一根本性的改变下，卫星通信自身也在同步产业融合需求拓展边界。
“我们的5G领先，不代表6G也能领先”。李德仁院士直言，提供全球全覆盖的空天地服务，走向更泛在的6G，要抓紧攻关和推进卫星互联网。
抛开6G，李德仁院士强调，即便我国在5G建设上领先，国内的元器件、核心芯片依然薄弱，典型示范应用不够，如何突破应用、如何降低成本都是5G需要面临的问题。
在更完整的通导遥一体化的空天信息实时智能服务系统中，还涉及到“北斗+5G/6G”。
在去年服贸会“数创未来高峰论坛”上，李德仁院士表示，5G、6G技术，以及“北斗+”和“+北斗”代表着从传统经济走向产业数字化、智能化的必需新型基础设施。
李德仁院士还透露，目前是实现数字经济的起步阶段，尚未达到成熟阶段，多位院士已经联名提出建议，将高精准定位系统纳入机场、火车站、医院、学校的运营、管理，以此实现数字化、智能化的管理模式，“首先要突破技术障碍，目前我们的技术已经没有问题了，那么接下来我们要突破管理方面的障碍，需要展开试点，以及在政策和投资方面给予支持。”
构建天地一体化量子通信网
谈及6G，中国工程院院士、北京邮电大学教授张平指出，需要关注6G中的量子信息技术。张平认为，6G网络具备很强的认知能力、内生能力和决策能力，6G网络构成需要天量的高精数据力和超强的算力以及超高的安全性，而诸如量子精密测量、量子计算等量子技术恰好能为6G提供这些能力。
早在去年年初，中国科学技术大学宣布，以中国科学院院士、中国科学院量子信息与量子科技创新研究院院长、中国科学技术大学常务副校长潘建伟及其同事与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作，在国际学术期刊《Nature》上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”的论文，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。
网络信息安全面临严重威胁，其目前人类计算能力还相当有限的困境下，信息科技进一步发展面临的重大问题。
说到量子领域未来的发展时，潘建伟院士表示，希望通过10到15年的努力，构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系。通过推动量子通信技术在国防、政务、金融和能源等领域率先加以广泛应用，实现量子通信网络和经典通信网络的无缝衔接。
AI＋深空探索
在中国科学院院士、国际宇航科学院院士、航天科技集团科技委主任包为民看来，未来中国地月空间的经济总产值潜力巨大，我国必须加强地月空间探索与开发战略研究工作。
近日，两院院士评选出的中国十大科技进展，包括我国首次火星探测任务取得圆满成功、中国空间站开启有人长期驻留时代、嫦娥五号样品重要研究成果先后出炉等。
基于从信息化到智慧化的目标，在人工智能的加持下，深空探测正不断解锁“科技星辰大海”征途的更多应用场景。
2021百度世界大会上，中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁到场与李彦宏共同展望未来AI能够在航天探月领域的应用，包括中国火星探测工程联合百度发布的全球首辆火星车数字人。
吴伟仁院士表示，2030年之前，将在月球南极建设一个科研站基本型。随着后期科研站规模的扩大，我们可以在月球上进行盖房子、打砖、3D打印等工作。同时，也可以在月球上开采矿物，这都是未来发展的方向。此外，还可以借助月球做跳板，前往更远的深空、更远的星球。
能够肯定的是，未来，“人工智能必然会越来越多地渗透太空探索。”中国科学院院士、中国探月工程首任首席科学家欧阳自远在百度AI开发者大会上称，在AI技术的帮助下，航天技术的感知能力和控制能力可以越来越精确简便，能够更快速地完成指定任务。比如，建立月球科研站首先要有能源，可以借助AI机器人，将月球的土壤3D打印变成太阳能发电板，然后再一块一块地铺设起来，最终建立太阳能电站。
院士牵头“产学研”最后一公里
与空天科技领域智囊团建立联系的地方政府，已然借助相关的资源优势参与到了空天信息实时智能服务等之中。
在商业航天领域，李德仁院士表示，武汉有高校、科研单位和研究人员的优势，且在科技成果转化方面，汇集了大量高科技企业，如航天科工、高德红外、武大吉奥、立得空间等公司。在科技研发方面，武汉也有诸多重点实验室参与其中。“这些都为将武汉打造成真正的‘中国航天第三极’创造了先决条件。
基于此，李德仁院士表示，武汉有必要将商业航天产业作为新的战略方向，抓好卫星导航、遥感、通信的集成，将人工智能上天，努力推进空天信息实时智能服务。
地方产业寄希望于利用院士资源实现弯道超车。去年4月，中国工程院院士王家耀领衔20多名院士、教授加盟郑州北斗卫星导航应用协会专家委员会。
同月，基于团队二十余年在空间通信网络领域的研究积累，中国科学院院士陆建华坐镇上海清申科技发展有限公司“智慧天网”项目。据悉，该项目只需要8颗卫星即可实现全球连续通信覆盖，实现低轨道上万颗通信卫星组网才有的功能。目前，其首颗通信卫星已基本完成组装。
在发展空天信息产业方面，中国科学院院士、中科院空天信息创新研究院院长吴一戎表示，地处中国的最南端，拥有能获取大量遥感数据优势的海南既要发展商业航天产业，也需要做空天信息的大产业，这些产业是环境友好无污染的，也是高端智力资源聚集的产业。
同时，吴一戎希望，中科院空天信息创新研究院也能够参与海南空天信息产业，助力海南把该产业做大、做强。
此外，宁波智能装备研究院首席科学家顾问包为民院士于去年获首届航天功勋荣誉奖。
就在今年年初，由中国科学院空间科学与应用研究中心原主任、国际宇航科学院院士吴季牵头的苏州光链空间项目团队落地苏州，双方围绕项目落地、数字赋能、产业集群、人才资源等方向展开探讨合作。
而全球首颗量子卫星“墨子号”发射总指挥、中国科学院院士王建宇也同时担任上海蔚星科技首席科学家。
在谈到商业航天时，王建宇院士表示，目前商业航天的发展和融资很火，但也存在四方面的风险。
“第一，商业航天的资金来源、最终用户和盈利模式现在并不清晰，资金的重复投资比较大，可能最后真正留下20%-30%在商业上运行的卫星公司或者航天公司；第二个风险是，和现有系统竞争的风险非常大；第三个风险是空间固有资源的竞争风险，包括轨道资源、频率资源、太空垃圾等问题；第四个风险是，低成本、短周期和高且可靠的质量要求是矛盾的。”
“院士天团”阵容持续扩充
能够肯定的是，随着空天信息基础设施建设、科技创新等政策导向日渐清晰，空间科技下一个十年的产业逻辑将迎来质变。
赶在2021年底，中国科学院和中国工程院公布了2021年院士增选结果。其中，航天科技集团有限公司于登云、范瑞祥当选中国科学院院士，王国庆、李得天、杨宏当选中国工程院院士；航天科工集团李陟、江涌当选中国科学院院士，朱坤当选中国工程院院士。
在北斗与遥感领域，中国卫星导航系统管理办公室杨长风当选中国工程院院士；从事合成孔径雷达（SAR）、遥感卫星地面处理和应用系统研究工作的中国科学院空天信息创新研究院丁赤飚研究员当选中国科学院院士。
此外，香港大学副校长宫鹏、南京大学教授李满春等当选国际欧亚科学院中国科学中心院士；珠海欧比特宇航科技股份有限公司创始人颜军博士当选为俄罗斯自然科学院外籍院士。
这个时代，确切地说，空天科技产业迫切需求杰出大学与人才。正如南方科技大学校长、中国科学院院士薛其坤在演讲中表示，“200多年人类科技创新的历史经验告诉我们，决定时代走向的科学发现和重大技术发明是由少数杰出人才造就的，这些杰出人才主要来自杰出大学和杰出学科。在新发展阶段，我们对杰出人才的需求从来没有这么迫切，对杰出大学的需求也从来没有这么迫切过。”
未来，各方角色在空天科技产业中的发展壮大，或正在成为引领大众奔赴星辰大海的底层逻辑。
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