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衞星與航天計劃——HKUST-FYBB#1、星座野心與天宮載荷

科研 約 8,896 字 · 19 分鐘 更新

2023 年 8 月的一個正午,一顆以「HKUST」冠名的衞星從甘肅酒泉升空——這是香港高等教育界發射的第一顆衞星。三年後,一台叫「MUSICO」的碳監測儀器又被送進中國的天宮空間站,成為香港首個進駐國家空間站的科學載荷。對一所以「科技立校」的大學而言,把自己的名字送上太空,既是一次實打實的工程成就,也是一個極具象徵意味的里程碑。本文梳理 HKUST-FYBB#1 衞星的發射、規格、背後的「衞星星座」規劃與團隊,並接續記錄科大航天版圖向空間站延伸的最新一步,可與 校史年表 的 2023 與 2026 年條目並讀。


一、發射:香港高教界第一顆衞星

據科大公告與航天媒體,2023 年 8 月 25 日中午 12 時 59 分,「HKUST-FYBB#1」衞星在甘肅省酒泉衞星發射中心進入預定軌道運行。據 航天媒體 SpaceNews,這是香港高等教育界發射的第一顆高分辨率光學衞星。

「香港首顆高教界衞星」這一定位,延續了科大慣常的「先行者」敍事。它不僅是科大的「第一」,也是整個香港高等教育界的「第一」——在航天這一通常被國家級機構與商業巨頭壟斷的領域,一所大學能獨立發起衞星任務,本身即不尋常。放到全球範圍看,擁有並運營自有衞星的大學本就屈指可數:多數高校的太空參與,止於為國家或商業任務提供某個儀器、算法或數據分析,鮮有以校名整星「獨立立項」的。科大這一步之所以被反覆強調,正因為它跨過了「參與者」與「發起者」之間那道不低的門檻。

發射當日的儀式規模,也透露出校方對這一節點的重視:據科大,現場逾 400 人出席、另有逾 7,500 人在線觀禮。酒泉衞星發射中心地處巴丹吉林沙漠邊緣,是中國歷史最久、發射次數最多的航天基地——從這裏升空,本身就把這顆校名衞星嵌進了國家航天序列的座標系。


二、名字裏的兩個人:FYBB 的由來

「FYBB」並非某個技術縮寫,而是一對捐贈者姓名的首字母。據科大,衞星以「HKUST-FYBB#1」命名,是為感謝 捐資支持這一計劃的葉志雄先生(Francis Yip Chi-Hung)與其夫人吳斌斌女士(Catherine Yip Ng Bun-Bun)——F 與 Y 取自 Francis Yip,BB 則取自 Bun-Bun。編號後綴「#1」同樣有講究:它暗示這不是終點,而是一個系列的開篇,後續衞星可依序編號擴展。

以捐贈者姓名冠名科研設施,是科大長期的籌款文化——從建築、講席教授到研究院,私人慈善一直是這所公立研究型大學撬動大型項目的槓桿(可參 重點實驗室與研究院 中的賽馬會高等研究院等案例)。把這套邏輯延伸到近地軌道,則讓「命名權」第一次真正意義上「上了天」。


三、規格:0.5 米分辨率的「天眼」

HKUST-FYBB#1 是一顆多光譜光學衞星。據科大,其性能在民用衞星中屬最先進之列:

指標 數據 參照
類型 多光譜光學衞星(民用衞星中最先進類型) ——
空間分辨率 0.5 米 據科大比歐洲航天局 Sentinel-2 公開數據高約 20 倍
成像幅寬 逾 150 公里 據科大可比肩美國最新一代陸地衞星(Landsat)

「0.5 米分辨率」意味着衞星能分辨地面約半米尺度的物體,「逾 150 公里幅寬」則意味着單次成像可覆蓋極大區域——兩者結合,使這顆衞星兼具高精度與大範圍觀測能力。在遙感領域,分辨率與幅寬通常此長彼消:看得越細,一次能掃過的範圍往往越窄。校方強調這顆衞星「既細又寬」,正是把它定位為科研級觀測平台而非單一用途相機的關鍵。

校方選取的兩個參照物並非隨意:歐洲航天局的 Sentinel-2 與美國的陸地衞星(Landsat),是全球用得最廣、且公開免費的兩套地球觀測數據源,幾乎是遙感研究的「公制基準」。Sentinel-2 的多光譜分辨率約為 10 米,FYBB#1 的 0.5 米在線尺度上恰好約為其 20 倍——校方「高約 20 倍」的説法即由此而來。把自家衞星與這兩把「公用尺子」對標,等於是在説:這不是一顆只能拍好看照片的衞星,而是一台參數進入國際科研序列的觀測儀器。

需要説明的是,上述具體數字均以科大發布頁面所載為準,官方另一版新聞稿僅籠統稱「衞星多項參數達到國際高標準」,未逐項複述——具體規格請以科大官方與製造方最新公佈為準。


四、長光衞星與「吉林一號」:借來的星座底座

要理解 FYBB#1 何以能快速上天、又何以談得上「星座」,繞不開它的合作方——長光衞星技術股份有限公司(Chang Guang Satellite)。這是中國內地第一家商業遙感衞星公司,脱胎於中科院長春光學精密機械與物理研究所。

長光的招牌,是名為 「吉林一號」的商業遙感衞星星座——據公開資料,它是目前全球最大的亞米級商業遙感衞星星座。其首星於 2015 年 10 月由長征二號丁火箭從酒泉發射;至 FYBB#1 升空前後,在軌衞星已逾百顆,後續持續擴展。據科大轉述,該星座具備 每日重訪全球任意地點 35 至 37 次、每年可完整覆蓋全球三次的能力

這座星座的家底不薄。據公開資料,長光 在 2020 年 11 月獲得約 3.75 億美元融資,並於 2022 年把星座目標從 138 顆上調至 300 顆。星座內部並非清一色的同款衞星,而是分工明確的幾類:視頻衞星可拍攝 4K 高清動態影像、重訪週期約 3.3 天;光譜衞星做高光譜成像、可解析二十餘個波段;高分辨率衞星是數量最多的主力;寬幅衞星則以 0.5 至 4 米分辨率換取更大的成像覆蓋。其中一顆光譜衞星「吉林林草一號」專為林業系統而建,用於樹種分佈分析、森林火災探測、病蟲害識別與荒漠化監測。據報道,長光的衞星影像還曾用於監測中俄邊境的森林火災蔓延,並在聯合國請求下提供世界各地火災與洪水的應急影像——這些用途與 FYBB#1「環境與災害監測」的定位同源同流。

對一所大學而言,憑一己之力從零搭建這種規模的天基基礎設施既不現實、也不經濟。FYBB#1 的巧處,在於它並非孤星運行,而是可以 併入長光既有的星座、共享其成熟的在軌資源與數據回傳能力。換言之,科大買到的不只是一顆衞星,更是一張進入既有商業航天網絡的「入場券」——這也是「背靠國家航天體系」對香港高校的一種現實賦能:以相對可行的成本,啓動本來門檻極高的衞星計劃。


五、用途:環境、災害與可持續發展

這顆衞星並非為發射而發射,而是有明確的科研與社會用途。據科大,HKUST-FYBB#1 將用於 追蹤與全球環境、災害及可持續發展相關的遙感數據,具體應用方向涵蓋災害管理、智慧城市、可持續資源管理與碳排放監測等。

把科大列出的幾個應用方向逐一拆開,便能看出這顆衞星「務實」的一面:

  • 災害管理——高分辨率影像可在台風、暴雨後快速評估災情,圈定山泥傾瀉與水浸的風險區,為應急調度提供依據;
  • 智慧城市——追蹤城市擴張、土地利用與地表沉降的時序變化,為規劃與基建監測提供客觀底圖;
  • 可持續資源管理——多光譜波段可反演植被、水體與地表覆蓋狀況,支撐生態與農林資源的長期監測;
  • 碳排放監測——這條線索日後延伸為 MUSICO 載荷,把「從太空看碳」從光學影像推進到專用光譜探測(見第八節)。

這一用途與科大近年在氣候韌性、可持續發展等領域的整體佈局高度契合——從 濱海城市氣候韌性國家重點實驗室,到 THE 影響力排名中的 SDG 優勢,再到這顆用於環境與災害監測的衞星,科大正把「天—地」結合的觀測能力納入其可持續發展研究的工具箱。這些正是身處亞熱帶沿海、頻受極端天氣衝擊的香港所關切的議題,也與科大在 空氣質量與大灣區環境研究 上的既有積累互為「天基」與「地基」兩端:衞星在軌看大範圍地表變化,地面監測站則提供高頻次的本地實測,兩者數據互校,才拼得出完整的環境圖景。


六、星座野心與合作

最值得記錄的,是這顆衞星背後的更大規劃。據科大,HKUST-FYBB#1 的發射 標誌着科大邁向建設遙感衞星星座、以及一套全面的環境監測與災害預報系統的第一步。編號裏的「#1」在此有了落點——這並非一次性的「放一顆星上天」,而是一個長期星座計劃的起點。

在合作層面,據科大,HKUST 與長光衞星 簽署協議,將在碳排放及其數據應用方面的衞星研發上展開長期、廣泛、多層面的合作,共同構建一套多模態(multimodal)遙感衞星星座。所謂「多模態」,指的是把光學、光譜等不同成像方式的衞星組合使用,以獲取更立體的地表信息。碳排放監測被單獨點名,埋下了一條日後延伸到空間站載荷的伏筆(見第八節)。

為什麼非要「星座」不可?答案在於「時間」。單顆衞星受軌道約束,對同一地點的重訪往往數天才一次;而災害預報最要緊的恰是「高頻」——颱風逼近、山火蔓延、洪水暴漲,都以小時計變化。只有把多顆衞星組網,才能把對同一地區的重訪頻率壓到足夠密,讓「監測」逼近「近實時預報」。這也解釋了 FYBB#1 為何要併入長光那張已有百餘顆衞星、每日可重訪全球任意點數十次的大網:一顆校名衞星貢獻的是一個節點與一段研發合作,真正撐起「全面環境監測與災害預報系統」的,是整張網的時間密度。星座之於遙感,正如密集的公交班次之於城市——不在於單班車多豪華,而在於「隔多久來一趟」。


七、造星的人:團隊與課堂

一顆校名衞星的背後,是一支跨學科的校內團隊。據科大,項目由 土木及環境工程學系系主任張利民講座教授與全球 STEM 講座教授蘇慧共同領銜,蘇慧帶領遙感技術研究團隊,機械及航空航天工程學系的於宏宇副教授亦參與其中。項目還吸納了 主修物理、跨學科、金融、土木及環境工程等不同專業的四名科大學生參與——把一次國家級航天任務同時辦成了一堂真實的教學實踐。

在校方口徑中,這顆衞星被放進「國家所需、香港所長」的框架裏表述。校長葉玉如指航天產業是國家發展與科研的重點領域,這顆衞星開闢了內地與香港的合作方向;校董會主席沈向洋則強調,衞星將通過災害應對與環境監測的數據支撐,回應氣候挑戰。這套表述並非應景之詞——它把一次校級科研成果,接到了「香港融入國家發展大局」與「粵港澳大灣區國際科創中心」的宏觀敍事上,也是近年香港高校爭取國家級科研資源時慣用的定位方式。

讓本科生直接參與一次真實航天任務,這一安排本身也頗有分量。對多數大學生而言,衞星、遙感、航天工程往往只存在於課本與新聞裏;而 FYBB#1 讓來自物理、金融、土木等不同背景的學生,得以介入從數據處理到應用設計的真實環節。配合新開的兩門遙感與氣候課程,這條「真項目帶真學生」的路徑,把一次工程成就同時轉化為教育資源——這也正是研究型大學區別於純科研機構的地方:成果不僅要「做出來」,還要「教下去」。

值得一提的是,這次任務還「反哺」了課堂:據科大,配合衞星計劃,學校新開設了 「人工智能在遙感中的應用」與「從太空監測氣候變化」兩門課程——把在軌數據接進教學,讓本科生得以直接接觸真實的天基觀測資料。這條「科研—教學」的閉環,與科大在 機器人與人工智能 版圖上「讓學生上手真項目」的做法一脈相承。


八、從衞星到空間站:MUSICO 與天宮

如果説 2023 年的 FYBB#1 是科大航天版圖的「開篇」,那麼三年後的 MUSICO 則把這張版圖從近地軌道推進到了載人空間站。

據科大,2026 年 5 月 11 日,由科大領銜研製的 碳監測載荷「MUSICO」搭乘天舟十號貨運飛船升空,並抵達中國天宮空間站,成為香港首個進駐國家空間站的科學載荷。MUSICO 全稱 Multi-Spectral Imaging Carbon Observatory(多光譜成像碳觀測台),據科大是全球首台輕量化、高分辨率、高精度的二氧化碳與甲烷「點源」協同探測載荷。

這台儀器進站的方式也頗能説明「上站」路徑的便利:它並非由載人飛船送人攜帶,而是隨 天舟十號貨運飛船一併升空、抵達天宮。天舟系列是中國空間站的「快遞員」,定期為在軌的天宮補給物資與設備,順帶把 MUSICO 這類科學載荷一併送達——對一台不足 80 公斤的儀器而言,搭貨運飛船「順風車」遠比專門發射一顆衞星來得經濟。

它的工作原理,是通過分析陽光在特定光譜波段穿過大氣、經地表反射後的強度變化,識別不同氣體特有的吸收特徵,從而反演氣體濃度並鎖定單個排放源——例如某座電廠或某處垃圾填埋場。技術規格上,據科大,MUSICO 重量不足 80 公斤(體積小於一台家用洗衣機),配四個光學傳感器(三個分別探測 CO₂、CH₄、O₂,一個觀測氣溶膠),空間分辨率約 100 米,設計在軌工作兩年或以上

這台載荷由土木及環境工程學系講座教授蘇慧領銜,張利民講座教授與新興跨學科領域學部翟成星副教授參與,並與 中科院長春光學精密機械與物理研究所聯合研製;項目於 2024 年底獲中科院空間應用工程與技術中心正式立項。領銜者蘇慧、張利民也正是 FYBB#1 團隊的核心——兩個項目共用同一批人,把 2023 年埋下的「碳排放監測」伏筆,在 2026 年落成了空間站上的實測儀器。校方將其表述為香港在高端航天儀器研製上的突破,並置於國家「碳達峯、碳中和」目標的語境下。

為何強調「點源」? 這三個字是 MUSICO 與多數既有碳監測衞星拉開差距的關鍵。以往的温室氣體衞星大多擅長測量大範圍、區域平均的濃度背景,卻難以把某一處排放「抓現行」。MUSICO 的設計目標,恰恰是據科大所述 鎖定電廠、垃圾填埋場等單個排放源——從「知道某地區排放多」進到「指認是哪根煙囱在排」。對碳核算與減排監管而言,這種「點名到源」的能力,比籠統的區域均值更具執法與治理價值。四個光學傳感器裏,三個分頭盯住 CO₂、CH₄ 與 O₂,一個觀測氣溶膠——氧氣與氣溶膠通道用於校正光程與大氣散射,是把濃度反演做準的必備配套,而非可有可無的附加。

為何搭載於空間站,而非獨立衞星? 把碳觀測台放上天宮,而不是再發一顆獨立衞星,是一個耐人尋味的工程選擇。空間站提供現成的供電、姿態控制、數據下傳與在軌支持,載荷無需自帶一整套衞星平台,研製門檻與成本隨之下降;載人環境也為後續維護、升級留出可能。據科大,MUSICO 設計在軌工作兩年或以上,而張利民表示,項目將為中低緯度地區提供「持續、可比」的温室氣體監測數據——把香港的科研儀器,直接接進了國家載人航天的長期在軌平台。這也讓 MUSICO 與 FYBB#1 在功能上形成互補:一個在自由飛行的遙感星座裏看「地表」,一個在空間站上專盯「碳源」,共同織出科大「天基環境觀測」的兩張網。


九、機制升級:與中科院空間應用中心的框架協議

單顆衞星、單台載荷之外,科大也在把航天合作「機制化」。據科大,2025 年 1 月 14 日,HKUST 與中科院空間應用工程與技術中心(CSU.CAS)簽署框架協議,就航天工程與空間科學研究展開合作。

協議列出五個方向:共建聯合實驗室、推動科研合作、共享科研設施與系統、促進人才培養、深化國際合作;雙方並計劃藉助中國載人空間站的大型設施開展整合性研究,以建設國家重點實驗室為目標。協議由 CSU.CAS 一名副主任與科大 研發副校長鄭光廷代表雙方簽署

雙方的表態,也點出了各自看重的契合點。CSU.CAS 一位副主任提到,科大在 空間材料、機器人與人工智能等領域的專長,與中心的研究目標高度契合;鄭光廷則表示,合作意在推動空間科學與人工智能的跨學科融合。這把科大的航天線索與其 機器人與人工智能 的強項明確接到了一起——在國家載人航天的語境裏,把香港高校擅長的 AI、機器人與材料能力,變成空間站上可用的科研工具。

時間線上,這份 2025 年 1 月的框架協議,恰好落在 2024 年底 MUSICO 立項與 2026 年 5 月 MUSICO 進駐天宮之間——它為科大後續持續「上站」提供了制度通道,而非一次性的項目合作。從「一顆衞星」到「一份框架協議」,科大在航天上的動作,正從項目層面向機制層面沉澱。


十、香港的太空座標:「先行者」的另一種含義

把 FYBB#1 放到香港整體的航天參與史裏看,它的「第一」有確切的邊界——「香港高教界發射的第一顆衞星」,強調的是「整星」與「自主發起」。這並不意味着此前香港與國家航天無緣,只是參與的方式不同。

同城的香港理工大學,長期以「精密器件」的角色深度嵌入國家探月與探火任務:據理大公告,該校 為國家「天問一號」火星任務研製了「落火狀態監視相機」(火星相機),用於監測着陸狀態與周邊環境;又 為「嫦娥六號」研製「表取採樣執行裝置」,並於 2024 年 6 月完成人類首次月背自動採樣與封裝;此前的嫦娥三號、四號任務中,理大團隊亦貢獻了相機指向系統與着陸區地形測繪。

兩相對照,科大與理大恰好代表了香港高校介入航天的兩條路徑:理大是把「香港製造」的關鍵器件送上國家旗艦任務,科大則是以整顆冠名衞星自主發起遙感計劃、再進而把 MUSICO 載荷送進空間站。前者是「搭車」,後者是「造車」,難分高下,卻共同説明一件事——航天在香港已不再是「遙不可及的國家專屬」,而是本地大學能夠實質參與的科研疆域。科大的「先行者」敍事,在這個座標系裏,指的正是「高校自主整星」這一特定維度上的領先。

值得一提的是,兩條路徑近年正走向交匯:隨着國家載人空間站開放科學載荷、商業遙感星座向高校敞開合作,香港高校既能「造車」也能「搭車」,且兩者不再互斥。科大以 FYBB#1 起步、以 MUSICO 上站、以框架協議固化機制的這套組合,正是把「自主整星」與「載荷搭載」兩種模式疊加使用的一個樣本——對後來者而言,它示範的與其説是某一顆衞星,不如説是一所大學系統性介入國家航天體系的完整路徑。

十一、小結

把這條航天線索連起來看,科大近三年在太空上的動作構成了一個層層遞進的序列:

  1. 衞星(2023)——HKUST-FYBB#1,香港高教界首顆衞星,以捐贈者命名、接入長光「吉林一號」星座,是科大「先行者」敍事在航天領域的延伸;
  2. 星座(規劃中)——它是一個長期多模態遙感衞星星座計劃的起點,而非孤立事件,借力內地成熟商業航天能力推進;
  3. 載荷(2026)——碳監測儀器 MUSICO 進駐天宮空間站,成為香港首個國家空間站科學載荷,把 2023 年埋下的碳監測方向做成了實物;
  4. 機制(2025)——與中科院空間應用中心的框架協議,把零散的項目合作升級為常態化通道。

其間用途始終指向同一個內核:環境、災害與碳,與科大的 SDG 與氣候韌性佈局相互呼應。從清水灣海濱的實驗室,到甘肅酒泉的發射塔,再到近地軌道的「天眼」與天宮艙內的碳觀測台——這條不斷向新疆域延伸的線索,是科大科研版圖擴張的一個生動註腳。

注:本文所述發射日期、衞星規格(0.5 米分辨率、逾 150 公里幅寬、較 Sentinel-2 高 20 倍等)、MUSICO 參數與合作方均以來源頁面所載為準,具時效性;星座計劃與後續「上站」進展請以科大官方最新公佈為準。


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來源 · 自行復核