专访金双根｜商业航天正步入“智慧太空”的战略机遇期

您曾指出当前商业航天面临“小星座不好用，大星座建不起”的两难困境，其根源何在？如何破题？

现实矛盾在于，大量在轨卫星资源实际处于低效利用状态，而海量应用场景却长期缺乏及时、灵活的天基信息供给。小星座覆盖范围有限、功能设计单一，难以满足多元需求；大星座则因投资门槛过高，超出多数机构或企业的承载能力。

破局的关键不在技术，而在模式——即“共享星座”理念。类比共享经济，核心是“不求所有，但求所用”。借助软件定义卫星技术，科学和行业用户可租用卫星窗口开展观测，农场主按需分时获取作物生长数据，环保组织可动态调度污染监测资源。这不是遥不可及的设想，而是产业组织方式的变革。从智慧气象、智慧农林到智慧海洋、智慧水利，共享星座为各行业提供低门槛、高弹性的天基信息服务，同时也为全球范围内公平获取空间信息资源打开了新的可能。

您提出“通导遥算”一体化卫星网络是未来商业航天的重要方向，其技术内涵和战略价值如何理解？

传统卫星体系将通信、导航、遥感三大功能相对分立运行，但当前人工智能与大数据的深度融合，以及星载芯片算力的指数级提升，使得“在轨计算”逐步成为可能。卫星因此不再仅仅是数据的采集转发节点，而有望演变为具备自主决策能力的空间智能单元。

“通导遥算”一体化，意味着单颗卫星可同时承载通信链路、导航增强、遥感观测和实时计算四种能力。当前大量部署中轨、高轨及低轨卫星，成本高昂且覆盖时效仍存局限。而若将月球等天然天体纳入观测网络架构，单个传感器即可覆盖近半个地球，并同时提供导航定位、时频通信、数据中继和环境感知服务。未来商业航天的竞争维度，将不再是卫星数量或发射频次，而是单星效能、响应速度与计算精度——这是一场从“规模扩张”向“能力跃升”的范式转换。

您为何强调必须推动“智慧太空”从理念走向实践？其紧迫性来自哪些层面？

紧迫性可从两个战略维度审视。

其一，态势感知安全。我国对远海海底地形、极地环境、临近空间等关键区域的时空信息覆盖尚不充分，感知能力的短板直接影响航海安全、国防安全与应急响应体系。填补这些空白，是国家空间基础设施的战略责任。

其二，民生与经济赋能。“智慧太空”将牵引通导遥一体化软硬件产业链的全面升级，覆盖上游卫星和载荷制造、中游数据处理、下游行业应用的完整生态。以北斗系统为例，其赋能路径呈三层递进：基础层为卫星建设与信号播发，感知层为数据接收与处理，应用层为行业深度融合。若进一步引入量子计算、人工智能等新型计算范式，则有望催生量子感知、量子通信、量子导航等新一代技术产品，形成面向未来的产业新增长极。

您作为首席科学家研制的“河南理工一号”卫星，是否可视作上述理念的先行验证？

确实如此。2023年8月，“河南理工一号”AI智能遥感卫星在酒泉成功入轨，正是我们团队对“星上智能处理和感知”路径的一次工程化探索。测绘遥感技术如同观测地球的“感知之眼”，从日常生活中的位置服务，到农业监测、灾害响应、国防保障等，均依赖其基础支撑。

当前，我带领团队正在构建黄河生态环境天空地一体化监测体系，整合多源遥感数据与机器学习算法，致力于提升黄河水位、水质等关键指标的监测精度。未来形成“黄河一体化观测、一张网覆盖、一张图产品、一个系统平台”后，将能为黄河流域生态保护与高质量发展提供系统性的空间信息决策支持。

您的研究视野近年从近地遥感拓展至深空、深地领域，这一转向对学科建设和人才培养有何启示？

地球资源终有其上限，人类面向深空、深地寻求新资源与新能源，是长期发展的必然选择。当前这些领域尚有大量认知空白和技术空白，我们学校正积极布局深空探测、深地探测等前沿方向，为新兴产业和未来产业储备交叉型人才。

回顾自身经历——我当年被调剂进入测绘专业，从野外实习背着仪器起步，到如今到空天地一体化智能感知建设与应用，我深切体会到，核心技术和战略资源必须立足于自主可控。未来，我们需要持续推动测绘遥感与数智技术的深度融合，加速科研成果从实验室走向工程一线。商业航天的“智慧太空”时代已不是远景，而是正在展开的现实；我们所处的位置，恰好是这一进程的最前沿。

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