光電空間領(lǐng)域2018年度國際進(jìn)展與趨勢(shì)分析*

郭世杰 魏 韌 董 璐 李宜展 李澤霞***，

（1.中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院圖書情報(bào)與檔案管理系，北京 100049；2.中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心，北京 100190）

2018年，我國光電空間領(lǐng)域取得了多項(xiàng)重要成就，“張衡1號(hào)”成功發(fā)射，探月工程首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸，中歐空間科學(xué)項(xiàng)目合作穩(wěn)步推進(jìn)。習(xí)近平總書記在2019年賀詞中指出，2018年“中國創(chuàng)造”和“中國制造”、“中國建設(shè)”共同發(fā)力，嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射，北斗導(dǎo)航向全球組網(wǎng)邁出堅(jiān)實(shí)一步［1］。放眼全球，2018年國際光電空間領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展有哪些？在“百年未有之大變局”的國際背景下，世界各國在光電空間領(lǐng)域的活動(dòng)呈現(xiàn)出哪些值得我國關(guān)注的趨勢(shì)？本文將結(jié)合2018年動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和戰(zhàn)略分析成果，對(duì)上述趨勢(shì)進(jìn)行分析，并提出面向我國戰(zhàn)略決策者的若干建議。

1 2018年國際光電空間領(lǐng)域重要進(jìn)展

1.1 2018年國際光電空間領(lǐng)域重要戰(zhàn)略政策

2018年以來，美國先后發(fā)布《國家空間戰(zhàn)略》［2］和《國家近地天體防備戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃》［3］，秉承特朗普政府“美國優(yōu)先”的理念，強(qiáng)調(diào)美國人民、工人和企業(yè)的利益；呼應(yīng)了2017年12月《美國國家安全戰(zhàn)略》［4］對(duì)“空間安全”的訴求；繼續(xù)以特朗普2017年12月提出的“重返月球”為目標(biāo)，推進(jìn)前往月球和火星的載人空間探索任務(wù)。其中，《國家近地天體防備戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃》在2016年12月發(fā)布的《國家近地天體防備戰(zhàn)略》［5］基礎(chǔ)上重新凝練目標(biāo)，并梳理各部門所需采取的行動(dòng)，呼吁開展廣泛國際合作應(yīng)對(duì)小行星等近地天體威脅。日本“緊跟”美國，提出確保空間安全、促進(jìn)航空航天科技在民生領(lǐng)域的應(yīng)用、維持和強(qiáng)化空間科技及產(chǎn)業(yè)3大目標(biāo)［6］。英國、韓國等也出臺(tái)了國家層面的重要戰(zhàn)略文件，分別針對(duì)航天產(chǎn)業(yè)、空間技術(shù)進(jìn)行部署。各國重要政策和戰(zhàn)略文件如表1所示。

表1 2018年光電空間領(lǐng)域國際重要戰(zhàn)略政策1）Tab.1 Important policies and strategic plans in the field of opto-electronics and space in 20181）

1.2 2018年光電空間領(lǐng)域國際重要科學(xué)任務(wù)

2018年世界共發(fā)射大型空間科學(xué)衛(wèi)星/探測(cè)器8顆以上，選定重大空間科學(xué)研究項(xiàng)目2項(xiàng)以上（表2、表3）。其中，2018年2月發(fā)射的中國嫦娥四號(hào)探測(cè)器在世界上首次實(shí)現(xiàn)了在月球背面的軟著陸；2018年5月發(fā)射的NASA洞察號(hào)（Insight）火星探測(cè)器已于2018年11月著陸火星表面，這是NASA第8次成功完成探測(cè)器在火星表面軟著陸；2018年8月發(fā)射的NASA帕克太陽探測(cè)器（PSP）是首個(gè)飛入太陽日冕的人造探測(cè)器，標(biāo)志著人類對(duì)恒星的首次近距離探測(cè)（最近距離太陽表面僅6.1×106千米），并且打破了相對(duì)于太陽運(yùn)動(dòng)速度最快的人造物體速度記錄［13］。

表2 2018年國際發(fā)射的重要科學(xué)任務(wù)Tab.2 Important foreign science missions lunched in 2018

表3 2018年國際選定的重要光電空間領(lǐng)域科學(xué)任務(wù)Tab.3 Important foreign opto-electronics and space science missions selected in 2018

表4 2018年國際重要光電空間領(lǐng)域咨詢報(bào)告1）Tab.4 Important foreign opto-electronics and space science reports in 20181）

1.3 2018年光電空間領(lǐng)域國際重要咨詢報(bào)告

2018年國外科技管理、咨詢機(jī)構(gòu)和智庫發(fā)表重要空間光電戰(zhàn)略咨詢報(bào)告5份（表4）。這些報(bào)告針對(duì)系外行星、太陽系探測(cè)、地球觀測(cè)、空間生命科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域梳理了前沿科學(xué)問題、最新技術(shù)進(jìn)展，并提出了重要戰(zhàn)略舉措建議。

1.4 2018年光電空間領(lǐng)域國際重要科技成果

2018年美國、歐洲、日本在空間科學(xué)和技術(shù)方面都取得了重要成果（表5）。

表5 2018年國際重要光電空間領(lǐng)域科技成果Tab.5 Important foreign opto-electronics and space achievements in 2018

2 2018年國際光電空間領(lǐng)域重要趨勢(shì)

1）新興空間國家不斷涌現(xiàn)，空間機(jī)構(gòu)密集成立

盧森堡、土耳其、澳大利亞等國相繼成立國家航天局，國際空間活動(dòng)的“棋手”數(shù)量急劇增多。2018年9月12日，盧森堡航天局（LSA）正式成立運(yùn)行（由盧森堡經(jīng)濟(jì)部主管）［36］。2019年2月，土耳其國家航天局正式成立，將負(fù)責(zé)開發(fā)火箭和空間探索技術(shù)，協(xié)調(diào)土耳其與外國空間中心的合作活動(dòng)［37］。更早地，2017年9月，澳大利亞宣布成立該國首個(gè)空間機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)關(guān)注空間的商業(yè)用途［38］；英國（2015）［39］、阿聯(lián)酋（2015）［40］、墨西哥（2010）［41］、南非（2009）［42］等也紛紛在近年成立航天局，或首次發(fā)布本國航天政策。

2）重大空間活動(dòng)不再由傳統(tǒng)空間大國壟斷，光電空間技術(shù)向中小科技強(qiáng)國擴(kuò)散

韓國、英國、日本、以色列、印度、新加坡等均提出構(gòu)建本國衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，或制定探月計(jì)劃、實(shí)施載人航天工程、開展空間量子實(shí)驗(yàn)等。2018年2月5日，韓國科學(xué)技術(shù)信息通信部批準(zhǔn)《第三次宇宙開發(fā)振興基本計(jì)劃》（2018—2022），提出未來5年實(shí)現(xiàn)火箭技術(shù)自主，啟動(dòng)韓國探月項(xiàng)目，2020年啟動(dòng)建設(shè)“韓國定位系統(tǒng)”（KPS）；日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）在2017年6月28日提出，日本將于2030年實(shí)施載人登月任務(wù)，研究月球極地地區(qū)水冰并探究其作為燃料的可行性［45］；2018年8月，英國擬從脫歐準(zhǔn)備基金中撥款1.2億美元研究自建新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以替代歐盟伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Galileo）的可行性［44］；10月，英國和新加坡宣布將合作研發(fā)基于立方體衛(wèi)星的量子密鑰分配（QKD）平臺(tái)［45］；11月21日，《Science》報(bào)道印度空間研究組織（ISRO）正在征集金星探測(cè)項(xiàng)目，計(jì)劃2023年發(fā)射金星軌道探測(cè)器［46］；2019年2月22日，以色列非盈利組織SpaceIL研發(fā)的無人月球探測(cè)器“初始號(hào)”（Beresheet）由SpaceX獵鷹9火箭發(fā)射升空，若著落成功，以色列將成為繼前蘇聯(lián)、美國和中國之后第四個(gè)在月球表面實(shí)現(xiàn)軟著陸的國家［47］；2018年12月，以色列同德國合作，計(jì)劃發(fā)射10顆微型衛(wèi)星，用醫(yī)學(xué)CT算法研究地球云層，該計(jì)劃獲歐盟研究理事會(huì)1400萬歐元資助［48］。

3）美國對(duì)華空間科技保持封鎖，太空安全議題甚囂塵上

2011年4月，美國在《2012年綜合繼續(xù)撥款法案》［49］中首次提出“沃爾夫條款”（第539款），限制與中國的雙邊合作，該條款的約束影響至今。此外，美國歷年多次調(diào)整國防授權(quán)法，對(duì)中國的封鎖逐漸嚴(yán)格化、精準(zhǔn)化。

2018年以來，美國更加強(qiáng)調(diào)太空安全問題。白宮在2018年3月23日發(fā)布《國家空間戰(zhàn)略》要點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)利用空間實(shí)力維持太空和平，保證美國能夠不受限制地進(jìn)入太空，并自由行動(dòng)；指出美國的競爭對(duì)手和敵人已經(jīng)把太空變?yōu)橐粋€(gè)作戰(zhàn)領(lǐng)域，盡管美國希望空間領(lǐng)域免遭沖突，但仍將為應(yīng)對(duì)空間領(lǐng)域出現(xiàn)的任何挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備，謀求對(duì)敵對(duì)勢(shì)力的威脅進(jìn)行懾止、反制和擊退。特朗普于6月18日在“國家空間委員會(huì)”會(huì)議上責(zé)成國防部籌建美軍第6個(gè)軍種，即美國太空部隊(duì)［50］。美國戰(zhàn)略與國際問題研究中心（CSIS）2018年4月發(fā)布《太空威脅評(píng)估2018》，通過分析中、俄、伊朗和朝鮮的空間活動(dòng)，認(rèn)為中俄正挑戰(zhàn)美國的力量、影響力和利益［51］。

日本JAXA在2018年3月30日發(fā)布《第四期中長期發(fā)展規(guī)劃》（2018—2025），要求開發(fā)空間態(tài)勢(shì)感知（SSA）技術(shù)和系統(tǒng)，研發(fā)空間碎片感知和危險(xiǎn)規(guī)避技術(shù)，增強(qiáng)海洋態(tài)勢(shì)感知和早期預(yù)警功能，深化與日本防衛(wèi)省、海上保衛(wèi)廳等政府安全保障機(jī)構(gòu)的合作，根據(jù)安全保障需求開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)。

歐洲空間政策研究所（ESPI）2018年8月發(fā)布《外空安全：歐洲日益增長的風(fēng)險(xiǎn)》報(bào)告，討論空間碎片、無線電干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊、反衛(wèi)星技術(shù)、空間天氣等，強(qiáng)調(diào)“歐洲安全進(jìn)入和利用空間的自主權(quán)”［52］。俄羅斯航天局下屬研發(fā)機(jī)構(gòu)2018年6月提交制造用于清除空間碎片激光炮的計(jì)劃［53］。同年，來自俄羅斯、法國、意大利、日本的國際研究團(tuán)隊(duì)建議在國際空間站上安裝激光防御系統(tǒng)，以便對(duì)近地軌道的空間碎片進(jìn)行爆破［54］。

4）低成本光電空間技術(shù)催生“大空間”時(shí)代到來，太空作戰(zhàn)模式發(fā)生變化

美國商務(wù)部指出，太空產(chǎn)業(yè)正處于“變革邊緣”。2018年7月，美國《彭博商業(yè)周刊》推出“新空間時(shí)代”?？榻B可重復(fù)使用火箭、高空氣球、空間電推進(jìn)技術(shù)、太空資源開采技術(shù)，認(rèn)為空間“大航?！睍r(shí)代和大量創(chuàng)業(yè)公司的出現(xiàn)，預(yù)示空間將成為繼互聯(lián)網(wǎng)后的又一活躍創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域［55］。

中國國家航天局在2018年多次表態(tài)，鼓勵(lì)商業(yè)航天有序發(fā)展；小衛(wèi)星時(shí)代已經(jīng)來臨，衛(wèi)星將越做越小，越做越便宜，功能越來越強(qiáng)，類似當(dāng)年個(gè)人電腦的發(fā)展路徑；小行星采礦的金融和技術(shù)障礙已經(jīng)大幅減少［56］。

在軍事應(yīng)用方面，2018年9月，美國布魯金斯學(xué)會(huì)發(fā)布《預(yù)測(cè)2020—2040年軍事技術(shù)變化》報(bào)告，提到未來火箭的凈成本可能降低25%，空間技術(shù)的重大進(jìn)展、衛(wèi)星小型化使軍隊(duì)受益匪淺，將有望創(chuàng)建更具彈性、不易受到反衛(wèi)星武器攻擊的通信網(wǎng)絡(luò)，或可利用小型觀測(cè)衛(wèi)星星座連續(xù)跟蹤地面目標(biāo)［57］。

美國空軍將在2017—2022這5年提供1億美元資助微小衛(wèi)星的研究和應(yīng)用，包括提供基礎(chǔ)設(shè)施支持微小衛(wèi)星有效載荷原型的快速驗(yàn)證，提高小衛(wèi)星載荷的設(shè)計(jì)效率，縮短研發(fā)周期等［58］。

5）空間投資持續(xù)高漲，對(duì)經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)效應(yīng)日益顯著

歐盟委員會(huì)2018年6月提交未來“空間計(jì)劃”（Space Program）預(yù)算議案，建議在下一個(gè)多年期（2021—2027）預(yù)算框架中投入160億歐元，用于保持和提升歐盟在空間領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位［59］。

美國國會(huì)2018年3月通過2018年綜合支出法案，給予NASA年度經(jīng)費(fèi)207億美元，比2017年增加 11億美元［60］。

日本經(jīng)產(chǎn)省2018年發(fā)布的《促進(jìn)航天產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)》指出，2015年世界航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1.8萬億人民幣，日本航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)720億人民幣。2018年日本航天產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員達(dá)10900人以上。2030年日本航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模目標(biāo)是在2017年基礎(chǔ)上翻倍［10］。

英國國際貿(mào)易部和商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部2018年5月發(fā)布《來自航天的繁榮》戰(zhàn)略文件，提出未來10年將衛(wèi)星服務(wù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)GDP從2500億英鎊提高到5000億英鎊；將英國航天基礎(chǔ)設(shè)施的私人投資提高至10億英鎊；通過“偉大航天”出口行動(dòng)，使航天出口貿(mào)易收入增加50億英磅；增加航天領(lǐng)域科研創(chuàng)新投入，為英國經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)30億英鎊；預(yù)計(jì)低成本進(jìn)入空間的航天市場規(guī)?？蛇_(dá)100億英鎊。

澳大利亞工業(yè)、創(chuàng)新和科學(xué)部2018年9月委托聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）發(fā)布其制定的《為澳大利亞開啟未來增長機(jī)會(huì)的航天路線圖》，提出到2030年將澳大利亞航天產(chǎn)業(yè)收入增長至120億澳元的目標(biāo)［61］。

摩根士丹利2018年底預(yù)計(jì)，在航天領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和資本籌集都將從2019年開始加速。到2040年，太空產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模將從目前的近4000億美元提高到約1.1萬億美元［62］。

歐洲咨詢公司（Euroconsult）2018年9月發(fā)布《空間探測(cè)前景》報(bào)告，指出2017年各國政府在空間探測(cè)領(lǐng)域的總投資為146億美元，與2016年相比增長了6%。預(yù)計(jì)至2027年，此項(xiàng)預(yù)算將超過 200億美元［63］。

6）空間商業(yè)發(fā)展獲得各國持續(xù)關(guān)注，多國制定鼓勵(lì)政策

美國2018《國家航天戰(zhàn)略》指出，美國將與商業(yè)部門合作，確保美國企業(yè)在空間技術(shù)領(lǐng)域保持世界領(lǐng)先地位，并繼續(xù)保持全球領(lǐng)先的空間服務(wù)和空間技術(shù)供應(yīng)商地位。《NASA 戰(zhàn)略規(guī)劃2018》強(qiáng)調(diào)NASA將與商業(yè)和國際伙伴密切合作，通過合作和商業(yè)化戰(zhàn)略將私營部門的創(chuàng)新成果融入到NASA任務(wù)之中，進(jìn)而提高美國的全球競爭力。NASA希望在2025年美國政府停止對(duì)國際空間站（ISS）的直接撥款后，NASA和私營部門仍可使用這些平臺(tái)［64］。

美國國家科學(xué)院在2018年1月發(fā)布《在不斷變化的地球上繁衍生息：空間對(duì)地觀測(cè)十年戰(zhàn)略》報(bào)告，建議美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）充分發(fā)掘商業(yè)數(shù)據(jù)資源的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)建一種新的政府-商業(yè)伙伴關(guān)系，并根據(jù)需求開辟新的商業(yè)模式，制定包括解決國際合作伙伴使用權(quán)障礙等問題在內(nèi)的方案。

日本2017年12月指出2018年日本將建立政府衛(wèi)星數(shù)據(jù)開放獲取平臺(tái)，制定空間領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，研發(fā)可重復(fù)使用的空間運(yùn)輸系統(tǒng)，并鼓勵(lì)私人企業(yè)參與空間活動(dòng)［65］。韓國2018年發(fā)布的《第三次宇宙開發(fā)振興基本計(jì)劃》提出從2018年起啟動(dòng)由企業(yè)主導(dǎo)的衛(wèi)星開發(fā)，提高民間對(duì)宇宙開發(fā)的參與度，促進(jìn)空間技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，到2022年在航天領(lǐng)域創(chuàng)造約1500個(gè)就業(yè)崗位。歐盟委員會(huì)于2016年發(fā)布的《歐洲空間戰(zhàn)略》［66］提出支持創(chuàng)業(yè)和新的商業(yè)機(jī)會(huì)，加強(qiáng)對(duì)空間企業(yè)家的支持，促進(jìn)對(duì)空間部門投資的進(jìn)一步融資。

7）中國與歐洲開展多項(xiàng)空間合作，未來合作規(guī)模有擴(kuò)大趨勢(shì)

2018年1月，中科院與盧森堡經(jīng)濟(jì)部合作建設(shè)深空探測(cè)研究實(shí)驗(yàn)室（中科院在歐洲設(shè)立的第一個(gè)空間領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)）［67］；5月，探月工程嫦娥四號(hào)“鵲橋”號(hào)中繼星發(fā)射，伴星“龍江二號(hào)”微衛(wèi)星（哈工大研制）搭載有沙特月球小型光學(xué)成像儀（合作協(xié)議由中沙元首見證簽訂，屬一帶一路戰(zhàn)略成果）［68］；10月，中法海洋衛(wèi)星發(fā)射成功（航天五院、中科院國家空間科學(xué)中心、法國國家空間研究中心等參與）［69］；12月，嫦娥四號(hào)發(fā)射，搭載3臺(tái)國際合作載荷（德國基爾大學(xué)中子探測(cè)儀、瑞典空間物理研究所中性原子探測(cè)儀、荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)低頻射電探測(cè)儀）［70］。2019年1月，瑞士保羅謝爾研究所（PSI）報(bào)道其研制并搭載在中國天宮二號(hào)上的伽馬射線暴觀測(cè)儀器（POLAR）所獲的科學(xué)成果［71］。

在未來合作方面，2018年3月，增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振（eXTP）空間天文臺(tái)啟動(dòng)空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)背景型號(hào)項(xiàng)目研究（預(yù)計(jì)2025年前后發(fā)射），合作組成員來自中國、意大利、德國、西班牙、英國、法國、荷蘭、瑞士等20多個(gè)國家、地區(qū)的150多個(gè)研究單位［72］，合作國家和研究機(jī)構(gòu)數(shù)量都比之前的中國空間科學(xué)項(xiàng)目大幅增加。10月，英國科技設(shè)施委員會(huì)（STFC）以“英國和中國航天部門合作”為題報(bào)道其同北航開展合作情況，回顧了2005年以來的中英航天合作，表達(dá)了未來同中國進(jìn)一步合作的意向［73］。

8）載人深空探測(cè)仍是空間大國競爭制高點(diǎn)，中國空間站在2030年后不會(huì)“孤單”

NASA在2017年9月公布地月空間任務(wù)的“三步走”設(shè)施建設(shè)概念：2024年前后在月球軌道上建成“深空門戶”設(shè)施（一個(gè)位于月球附近、有人照料的小型空間設(shè)施），作為通往月球表面和深空目的地的門戶；2029年建成“深空運(yùn)輸系統(tǒng)”（Deep Space Transport）；經(jīng)過為期1年的驗(yàn)證飛行，到2030—2033年，準(zhǔn)備進(jìn)軍并抵達(dá)火星軌道［74］。在此基礎(chǔ)上，NASA于2018年9月發(fā)布《國家空間探索行動(dòng)報(bào)告》，制定2019—2024年關(guān)鍵活動(dòng)計(jì)劃。俄羅斯于2017年9月同美國簽訂月球軌道空間站合作協(xié)議，將NASA提出的“深空門戶”視為值得進(jìn)一步研究的合作空間探索體系的一部分［75］。同年，俄羅斯國家航天集團(tuán)發(fā)布《2025年前ROSCOSMOS發(fā)展戰(zhàn)略》，明確了俄羅斯國際空間站艙段的發(fā)展建設(shè)時(shí)間點(diǎn)：2018年發(fā)射多功能實(shí)驗(yàn)艙，2019年發(fā)射節(jié)點(diǎn)艙和科學(xué)動(dòng)力艙，2021年開始建設(shè)俄羅斯艙段，2024年結(jié)束國際空間站合作項(xiàng)目，可能在2028年與NASA進(jìn)行空間軌道站合作［76］。

歐洲空間局（ESA）于2017年發(fā)布征集“深空門戶”研究建議的通知［77］，認(rèn)為“深空門戶”是國際空間站各合作國航天局正在籌備中的戰(zhàn)略性平臺(tái)，是開展載人深空探測(cè)的關(guān)鍵下一步行動(dòng)，該平臺(tái)有望在21世紀(jì)20年代在近月空間開始運(yùn)行。

國際空間探索協(xié)調(diào)工作組（ISECG）在2018年2月2日發(fā)布第3版《全球探索路線圖》，首次引入國際“深空門戶”概念。

9）人工智能在光電空間領(lǐng)域應(yīng)用取得示范性成果，受到各國政府和機(jī)構(gòu)頂層設(shè)計(jì)推動(dòng)

人工智能技術(shù)在光電空間領(lǐng)域獲得多項(xiàng)應(yīng)用成果。2017年3月NASA報(bào)道了其“地球觀測(cè)-1”號(hào)（EO-1）衛(wèi)星上搭載的“自主科學(xué)飛船實(shí)驗(yàn)”（ASE）系統(tǒng)成果，展示出人工智能在未來空間探索領(lǐng)域的巨大潛力［78］；同年12月，谷歌與NASA聯(lián)合宣布通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)了兩顆系外行星，并認(rèn)為人工智能算法經(jīng)過訓(xùn)練后，對(duì)真實(shí)系外行星信號(hào)和假信號(hào)的判斷效率和準(zhǔn)確率（＞96%）遠(yuǎn)超傳統(tǒng)分析方法［79］；2018年12月，NASA JPL提出在下一代火星車Mars2020 Rover上應(yīng)用人工智能技術(shù)，減少對(duì)火星車的微觀操作管理［80］。

美日等國已通過頂層設(shè)計(jì)推動(dòng)人工智能在光電空間領(lǐng)域的應(yīng)用。澳大利亞國防部國防科技集團(tuán)2017年2月發(fā)布《塑造航空航天領(lǐng)域的國防科學(xué)和技術(shù)：2017—2027》［81］，提出在航空航天領(lǐng)域能力基礎(chǔ)上，利用人工智能強(qiáng)化運(yùn)行決策，在對(duì)抗和擁擠環(huán)境中成功獲取、吸收、利用和共享數(shù)據(jù)與信息，從而在決策周期方面取得優(yōu)勢(shì)，并將人工智能列為“戰(zhàn)力試驗(yàn)與準(zhǔn)備”的7個(gè)研究方向之一；日本政府空間政策委員會(huì)在同年5月發(fā)布《航天產(chǎn)業(yè)展望 2030》［82］，提出將人工智能、ICT等技術(shù)與衛(wèi)星、地面各類數(shù)據(jù)結(jié)合，建立新的服務(wù)類型；NASA在2018年11月召開人工智能研討會(huì)，全美多家頂尖機(jī)構(gòu)參與，共同探討DARPA可解釋人工智能（XAI）計(jì)劃、人工智能在NASA的應(yīng)用、JPL的人工智能、通用衛(wèi)星機(jī)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法、深度學(xué)習(xí)如何應(yīng)用于衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理等［83］。

3 面向我國決策者的建議

2019年是我國建國70周年，我國光電空間領(lǐng)域也將迎來長征五號(hào)火箭復(fù)飛、嫦娥五號(hào)發(fā)射實(shí)現(xiàn)月球采樣返回、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航工程完成7箭10星發(fā)射任務(wù)等重要事件。結(jié)合2018年國際趨勢(shì)分析，本文認(rèn)為值得我國決策者考慮的未來舉措主要包括6個(gè)方面。

1）順應(yīng)空間技術(shù)擴(kuò)散趨勢(shì)，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)、有所作為，推動(dòng)國際空間力量向多極化發(fā)展

美國白宮在2017年12月18日發(fā)布的《美國國家安全戰(zhàn)略》中提出“空間民主化”概念，即許多國家、私人商業(yè)公司具備了低成本衛(wèi)星發(fā)射能力、衛(wèi)星圖像和數(shù)據(jù)信息的獲取能力。筆者認(rèn)為，“空間技術(shù)擴(kuò)散”應(yīng)包括兩層含義，一是空間技術(shù)從超級(jí)大國向中等強(qiáng)國擴(kuò)散；二是空間技術(shù)從國有政府機(jī)構(gòu)向私人企業(yè)擴(kuò)散。考慮到許多國家擁有更深入地參與空間活動(dòng)的需求，我國一方面應(yīng)做好光電空間領(lǐng)域進(jìn)一步面臨“華為式”圍堵的心理準(zhǔn)備和政策準(zhǔn)備，為其他可能面臨封鎖的學(xué)科領(lǐng)域提供前期經(jīng)驗(yàn)參考；另一方面，對(duì)空間科學(xué)、空間任務(wù)、載人航天項(xiàng)目，在保密、國際合作、可靠性和成本方面區(qū)分對(duì)待，對(duì)于能夠開放合作、換取外國利益的基礎(chǔ)設(shè)施和資源應(yīng)充分開放，以推動(dòng)“空間多極化”發(fā)展、繞過美國空間技術(shù)封鎖開展多國合作。在新的空間國際秩序尚未清晰前，我國可以牽頭倡導(dǎo)制定國際空間準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、行為準(zhǔn)則（如衛(wèi)星報(bào)廢后應(yīng)設(shè)置再入措施，以減少空間碎片等）。同時(shí)，由于空間技術(shù)有許多軍事價(jià)值，我國還應(yīng)對(duì)“空間技術(shù)擴(kuò)散”對(duì)我國國家安全所造成的影響進(jìn)行研究，關(guān)注反衛(wèi)星系統(tǒng)（ASAT）武器能力擴(kuò)散等。

2）以應(yīng)對(duì)共同空間威脅為契機(jī)，推進(jìn)人類命運(yùn)共同體建設(shè)

我國一直提倡航天事業(yè)的自力更生，但是也可以利用一些國際共同關(guān)心的事務(wù)，增進(jìn)國際交流，尋求與各國航天合作的政治基礎(chǔ)與破題機(jī)遇。例如，可將美國近期關(guān)注的“近地天體防御”、空間碎片清理、火星探測(cè)等世界各國不得不合作的全球性問題加以整理，在聯(lián)合國等國際組織框架下同防止核擴(kuò)散、全球氣候變化等議題一同討論，從而加深中美政治合作基礎(chǔ)，增進(jìn)雙方互信，為未來突破現(xiàn)有的兩國空間合作障礙打下基礎(chǔ)。

3）從頂層設(shè)計(jì)角度推進(jìn)人工智能等新技術(shù)在光電空間領(lǐng)域的應(yīng)用

光電空間領(lǐng)域研究一般屬于數(shù)據(jù)密集型研究，人工智能技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并已經(jīng)通過許多案例展現(xiàn)出巨大價(jià)值和前景。美國已經(jīng)召開了由NASA、DARPA、知名大學(xué)等機(jī)構(gòu)共同參與的“空間+人工智能”研討會(huì)，但我國光電空間領(lǐng)域科學(xué)家和人工智能專家大都分布在不同的機(jī)構(gòu)、院系、行業(yè)（包括一些互聯(lián)網(wǎng)公司），自下而上地組織高水平、有深度的研討會(huì)有一定困難。因此，建議我國科技決策部門關(guān)注人工智能技術(shù)、新材料技術(shù)等交叉學(xué)科在光電空間領(lǐng)域的應(yīng)用，從頂層設(shè)計(jì)層面推動(dòng)召開我國光電空間科學(xué)和人工智能領(lǐng)域的聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議，還可以邀請(qǐng)情報(bào)專家和國防專家共同參與。

4）制定我國空間知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策，適時(shí)出臺(tái)國家商業(yè)航天政策

在中美貿(mào)易戰(zhàn)背景下，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)是當(dāng)前的熱點(diǎn)問題。我國在2018年發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量已經(jīng)首次位列世界第一［84］，應(yīng)當(dāng)盡早效仿日本建設(shè)政府投資的衛(wèi)星數(shù)據(jù)開放獲取平臺(tái)、制定我國空間知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策，為我國商業(yè)航天發(fā)展提前營造良好的環(huán)境，為我國衛(wèi)星數(shù)據(jù)的有效利用提供有力支持。同時(shí)應(yīng)部署研究和跟蹤國際商業(yè)航天發(fā)展，適時(shí)考慮制定我國商業(yè)航天政策，為我國在光電空間領(lǐng)域的軍民融合、技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化提出方向指引。

5）提前部署火星探測(cè)，為載人火星探索制定路線圖

2019年是火星探測(cè)的關(guān)鍵年，中國、美國、印度、歐洲、俄羅斯、阿聯(lián)酋均計(jì)劃在2020年前后發(fā)射火星探測(cè)器，中國擬在2020年一次完成火星“繞、落、巡”。火星大沖時(shí)機(jī)在2035年和2050年各一次（上次是2018年7月），人類很可能在20年后的2035年登陸火星，我國應(yīng)提前做好準(zhǔn)備。

6）提高精細(xì)化治理水平，關(guān)注投資小、時(shí)間短但效益高的光電空間項(xiàng)目

隨著可重復(fù)使用火箭、立方體衛(wèi)星等新穎空間技術(shù)和商業(yè)航天的發(fā)展，傳統(tǒng)上針對(duì)航天任務(wù)的保密規(guī)則、可靠性要求等應(yīng)當(dāng)根據(jù)新形勢(shì)進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整，針對(duì)空間科學(xué)、空間任務(wù)、載人航天項(xiàng)目等應(yīng)有所區(qū)分。例如，美國不同類型的空間項(xiàng)目分別由國防部、商務(wù)部、NASA等不同機(jī)構(gòu)主管，空間科學(xué)項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)開放合作，而軍事航天項(xiàng)目重視保密；載人航天項(xiàng)目格外強(qiáng)調(diào)可靠性和安全性，但商業(yè)空間項(xiàng)目則鼓勵(lì)采用能夠節(jié)省成本的新技術(shù)。氣象觀測(cè)等空間應(yīng)用項(xiàng)目因?yàn)橛芯薮笊鐣?huì)應(yīng)用價(jià)值，且成本一般較高，因此風(fēng)險(xiǎn)容忍度和保密性要求介于載人航天項(xiàng)目和軍用航天項(xiàng)目之間，如圖1所示。還應(yīng)當(dāng)注意到，光電空間項(xiàng)目的收益是多方面的，一些項(xiàng)目投資小、周期短，但科學(xué)或政治收益極高，值得我國關(guān)注。例如，如果以色列發(fā)射的探月項(xiàng)目于2019年4月按計(jì)劃順利實(shí)現(xiàn)月球著陸，則以色列將成為既美國、蘇聯(lián)、中國之后第4個(gè)成功實(shí)施月球軟著陸的國家，而這個(gè)項(xiàng)目成本僅1億美元。印度2013年發(fā)射的“火星軌道探測(cè)器”（MOM）任務(wù)僅耗資7300萬美元，于2014年9月抵達(dá)火星軌道［85］，此后印度一直宣傳稱其在火星探測(cè)方面領(lǐng)先中國。美國于1958年發(fā)射的“探險(xiǎn)者”1號(hào)衛(wèi)星質(zhì)量僅為8.22千克，比蘇聯(lián)的首顆人造地球衛(wèi)星（83.6千克）和我國的東方紅一號(hào)衛(wèi)星的質(zhì)量（173千克）均小一個(gè)量級(jí)以上，卻成功成為第2個(gè)發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。因此，建議我國在穩(wěn)定支持大型光電空間項(xiàng)目開展的同時(shí)，允許甚至鼓勵(lì)（年輕）科學(xué)家、私人企業(yè)開展一些低成本、高風(fēng)險(xiǎn)的創(chuàng)新項(xiàng)目，或可收獲意想不到的科學(xué)成果與政治影響力。

圖1 美國不同類型的空間項(xiàng)目對(duì)保密性、風(fēng)險(xiǎn)容忍度的要求Fig.1 Requirements for confidentiality and risk tolerance for different types of space projects of USA