每次走进位于张江的中国科学院微小卫星创新研究院，张永合的目光都会在大厅墙面上的蓝色“星图”停留片刻——20多年前，一群年轻人决定每将一颗卫星送上天，就把它画在图上。现在，这幅图上已满满画上了约350颗星。

历经23年，张永合在这里踏出了一条自己的“星途”：碳卫星副总设计师、创新X系列卫星系统总师、“天关”卫星总设计师、中法天文卫星（SVOM）总指挥……每一颗星都承载着敢于创新的魄力、挑战极限的勇气，以及久久为功的韧劲。

日前，张永合获评2026上海市“最美科技工作者”。他说：“20多年，我们在天上安放了20多只‘眼睛’，服务全世界天文设备。当卫星看到前所未见的宇宙‘烟花’，就是我心中最美的时刻。”

张永合在“最美科技工作者”故事分享会上介绍“天关”卫星。（受访者供图）

可以按部就班，却更愿意接受挑战

航天领域有个惯例：为确保安全，航天器上采用的新技术一般不超过30%。但对于张永合接手的大多数卫星任务而言，这一惯例并不适用，因为如果没有突破性创新，任务就不可能完成。

2011年，张永合接手碳卫星（全称“全球二氧化碳监测科学实验卫星”）的总体设计任务。传统卫星最怕姿态不稳，但为了实现设计探测精度，他却让卫星在轨跳起了“华尔兹”：一会斜看海面耀斑，一会竖看大气柱，一会紧盯地面目标。

起初，这个方案让很多同行担心卫星会在轨“翻车”。“我们可以按部就班，但更愿意接受挑战，突破传统。”张永合带着团队埋首攻关。2016年，碳卫星成功入轨，探测精度超过原定指标，探测能力跻身世界先进水平。随着卫星获取的碳排放监测数据向全球开放，中国在气候谈判中的底气更足。

张永合更大的“离经叛道”，是开创了“众筹”卫星的新范式。2021年，担任爱因斯坦探针（后命名为“天关”）卫星总师的他发现，卫星将要搭载的载荷“龙虾眼”（宽视场X射线望远镜）技术复杂，却从未上天验证过——如果能提前送个试验模块上天，将大幅降低后续风险，但为一个试验模块特地发射一颗小卫星并不现实。

恰在那时，张永合领到了一个任务：为“力箭一号”首飞造一颗搭载试验星。于是，他借这一契机，在中国科学院征集“同行者”，“众筹”一趟太空“航班”。最终，一颗重达620公斤的“创新X”首发星诞生了。这颗星破天荒地“凑”起了18家单位的15台（套）载荷，并在2022年7月升空后获得大批国内外首创成果。

如今，“创新X科学航班”计划仍在推进，载荷征集范围已拓展到全球——未来科学家可像申请大科学装置机时一样，申请太空实验舱位。

把“卡脖子清单”磨成“自主清单”

空间科学是“慢活儿”，研制一颗卫星往往十年起步；大规模星座却是“快制造”，一年要吞吐几百颗星。张永合要做的，就是在这“一慢一快”之间切换、织网。

“天关”卫星是张永合接手过的任务里“最硬的骨头”：卫星上既要做到3600平方度的大视场拼接，还要与1度精测视场快速切换，其核心载荷“龙虾眼”的技术壁垒极高。张永合将国家天文台的科学家、卫星工程师和来自北方夜视、长光辰芯的核心器件负责人拉到一张桌上商讨技术细节，与科研人员一起扎进产线磨工艺，硬是把“卡脖子清单”磨成了“自主清单”，最终实现了国产自主制造。

然而，距投产只剩几个月，为了扩大观测天区，科学家提出更改构型。但按工程规定，此时方案已然“冻结”。为了实现科学目标，张永合咬牙决定推翻原有设计，采用全桁架式光学平台。

最终，“天关”卫星在太空绽放出一朵美丽的“莲花”：12台宽视场望远镜围出超3600平方度视场，2台窄视场望远镜精准后随。2024年1月升空后，它不仅捕捉到256亿光年外的伽马暴，更成功捕获到中等质量黑洞撕裂恒星的极端事件，试运行期间已向全球发送百余篇天文警报，表现远超预期。

与“天关”并行的是经历了近20年“长跑”的SVOM。该项目于2005年启动，3年后就因卫星平台合作问题陷入停滞。2013年项目重启，卫星平台改由中方研制，张永合带队构建起一套复杂、快速而便捷的伽马暴观测系统，并将星载天文望远镜的测量信息引入平台控制，将姿态测量精度提升10倍。

2024年6月，SVOM升空，不到一年就探测到超百例伽马暴事件，最远的来自宇宙仅7亿岁的“婴儿时期”。如今，“天关”与SVOM已通过北斗短报文互联，科学家喝杯咖啡的工夫，卫星就能转身完成观测。

经过长期合作，中法团队结下深厚友谊，并启动数颗天文小卫星的合作论证——一张跨越国界的科学星网正在成型。

拥抱AI，勾勒未来的智能造星体系

在临港，一条智能化柔性产线正以年产超300颗卫星的节奏运转。随着在轨卫星数量不断增加，身为卫星数字化技术重点实验室主任，张永合计划用AI让卫星变得更加“聪明自主”，同时让卫星的设计制造更加智能化。

这几年，张永合带领团队创造性地提出了“总装—分系统—关键部件—典型工艺”的多级智能检测模型，并搭建起多智能体故障诊断框架，已在星上自主运维中落地。在卫星设计上，张永合正带领团队努力将AI变成工程师助手，“AI不是替代工程师，而是把重复劳动接走，工程师才有精力专注决策”。

在刚刚结束的世界人工智能大会上，张永合展示了人工智能与卫星工程融合发展的蓝图——“鼎星”智能体。在这张蓝图里，未来卫星设计是“具身智能调用各类工具的协同现场”，既要用到人工智能发展的最新成果，又不能脱离航天领域对可靠性与可信性的极致要求。

未来的“星途”还在张永合脚下向深空延伸：eXTP下一代旗舰X射线天文台望远镜、空间低频射电天文探测、系外类地行星探测等任务都在技术攻关与研制中；国际合作的“星网”也在持续扩容——阿联酋首颗高光谱卫星Arab813、中法CATCH天文小卫星、中葡“星海”联合实验室，中国空间科学的朋友圈越来越大。

原标题《从太空华尔兹到智能造星，张永合23年蹚出一条创新“星途”——在“慢科学”与“快制造”间织网》