随着数智化时代的到来，空间数字化、智能化作为空间科技的战略新高地，正逐渐从未来愿景变为现实。

当前，数字航天、智能航天正成为全球航天竞争的焦点，面临高动态、高时效、高稳定、高精细、高覆盖、高数智等挑战。随着数以万计的卫星进入太空，以及数十万地面目标的不断增加，传统的航天管理方式已经无法满足需求。特别是在超低轨道稳定性方面，美国的星链计划就曾因为大气阻力问题，导致大量卫星坠毁。这一系列问题，都凸显了建设空间数智化应用支撑体系的重要性、紧迫性。

近二十年来，美国在空间数字化和智能航天方面处于领先地位，尽管我国正在加大关注力度，但与美国等领先国家相比，仍然存在较大差距。例如，我国还没有建立空间数智化基础设施，在低纬度、低高度的空间安全保障体系建设，以及低轨卫星轨道稳定性的自主应对系统建设等方面，还有待提升。

打造“数字空间”既是数智时代下，空间数字经济发展的必然要求，也是大航天时代向数字航天、智能航天迈进的重要方向。为此，我们提出了建设“数字空间”并打造“空间大脑”的构想。这是正在建设科技强国的中国人应有的担当。

什么是“数字空间”？它是以空间技术对空间环境、空间实体、空间效应、空间应用、空间安全五个方面进行数字量化为基础、空间信息通信网络为依托、融入现代信息处理技术、构建有“空间大脑”的空间硬、软实力相结合、应用支撑空间硬实力发展的“空间数智化”体系。

“数字空间”的建设任务包括两大方面，一是建设空间数字化、智能化体系的重大基础设施，打造集前瞻引领、战略导向、应用支撑三大功能于一体的数智空间强国“重器”；二是打造数字空间应用示范亮点工程，加速培育和发展新质生产力和新质战斗力融合发展的示范。

“卫星大脑”是“空间大脑”的重要组成部分，也是智能航天的核心所在。它类似于人脑的功能，是一个将空间感知、空间认知和空间行为三者集成在卫星上的全链条的智能化体系。例如，通过智能感知系统，能够全景感知空间环境、卫星系统和空间目标等的变化；通过智能认知系统，能够对感知到的信息进行处理和分析；通过智能行为系统，能够做出决策并采取相应的行动。

“卫星大脑”把卫星应用从数据直接应用的初级阶段跃升为数据智能化应用的新阶段，有着广阔的应用前景。例如，把卫星打造为有卫星大脑的分、秒级智能快响系统，为加快培育发展以数智化为本的新质生产力、新质战斗力打开一扇大门。在超低轨道卫星轨道维持方面，卫星大脑能够通过智能感知实时驱动智能认知过程，在分、秒级时间内给出动态调控发动机输出功率的决策建议，从而可避免因为大气阻力突增而导致的卫星坠毁。此外，“卫星大脑”的应用领域还包括空间通信、导航以及多目标的智能管控和应急救援等领域。

目前，我们正在针对“卫星大脑”开展科研攻关，已取得了一些进展。2019年，我们团队提出这一概念后，从最初的五人团队，目前已经发展成30多个单位、四五十人的规模，已成立智能航天卫星大脑科技创新联盟；2021年，我们联合多个团队研发的智能航天卫星大脑实验室原理样机雏型问世，并通过了可行性试验；现阶段，我们提出“数字空间一号”——“闪烁星”卫星大脑的实验建议，正在探索全球首次“卫星大脑”的星上试验方案，开展智能航天卫星大脑在智能感知、智能认知、智能行为一体化基本能力的实验，旨在研究我国低纬度地区电离层、中高层大气扰动特性，及其与日地空间天气和地球大气、海洋极端天气变化过程的关系与建模；改善我国低纬度地区电离层与中高层大气扰动对通信、导航、遥感时效性、可靠性、精准性影响的预报服务能力。当前，我们最紧迫的需求是如何进一步推进“数字空间”建设项目的“落地”实施。

率先在世界上建设“数字空间”、打造“空间大脑”，将有效加速我国从工业化、自动化的空间大国向数字化、智能化空间强国的发展，带动航天、空间、信息、计算机和安全等多种科学技术领域的交叉融合，提升我国空间安全的数字化、智能化水平，让空间变得更“透明”、更“可用”。促进空间新质生产力相关产业的发展和创新，粤港澳大湾区作为我国的科技创新高地和经济发展的重要引擎，应率先建设“数字空间”、打造“空间大脑”，开拓空间科技战略新高地的创新策源地。

（作者系中国科学院院士，中国科学报记者刁雯蕙根据其在2024“科学与中国”湾区行—“千名院士·千场科普”活动上的报告整理）