一架用轻质复合材料制造的飞艇长期驻留在平流层大气下部距地面约2万米的“准零风层”，它搭载的通信中继设备可为万米高空的飞机、公海航行的邮轮甚至水下的潜艇提供高速宽带网络信号；它还携带高分辨率红外成像仪，能够与部署在地球静止轨道和太阳同步轨道上的卫星协同观测、互换数据，全天候监控草原和森林火险、农业病虫害以及气象灾害并发布预警。由太阳能电池板和锂电池等构成的能源系统，可使其续航时间长达数年。
这个颇具科幻色彩的场景并非完全出自想象，而是融合了业内人士对临近空间开发利用方向的预测。作为传统航空空间与航天空间之间的过渡空域，临近空间是近年来的新兴热门研究领域。核心研发方向之一是开发“超长时驻留”飞行器，其在通信和遥感监测等领域的应用潜力被广泛看好。专家认为，相关技术目前正处于从验证向应用转化的关键过渡期，有望在未来十年内迎来产业化“临界点”。
随着临近空间应用技术不断突破，产业生态日渐完善，也许在不久的将来，许多令人惊奇的应用场景都可以走进现实。
新兴战略要地
临近空间主要涵盖大气平流层、中间层及部分热层，也被称为“空天过渡区”或“亚轨道”等。
过去数十年来，许多国家都在对临近空间技术进行持续探索。如今，随着技术进步和需求增长，临近空间的应用价值正受到越来越多的关注。中国工程院院士王自力团队在《中国工程科学》杂志上撰文指出，随着临近空间技术的突破，其所蕴含的国防和民用价值日益凸显，各国和国际组织对临近空间的发展和治理问题愈发重视，临近空间正成为新兴战略要地。
国内专家介绍，临近空间研发的核心方向之一是开发“超长时驻留”飞行器，包括平流层飞艇、高空气球和太阳能无人机等。这类飞行器的驻空时间以月甚至是年为单位，且不受低空对流层天气条件的影响。
临近空间飞行器最被看好的两大应用领域是通信和遥感监测。在世界经济论坛发布的《2024年度十大新兴技术》报告中，部署在临近空间的用于通信和实时环境监测的高空平台站（HAPS）被列入了十大新兴技术，这类高空平台站又称“高空伪卫星”，主要以气球、飞艇和固定翼飞机等形式存在。此外，临近空间飞行器在科研、临基发射、高空旅行等方面的应用潜力也备受关注。
在通信方面，世界经济论坛的报告说，高空平台站能够提供卫星和地面基站无法比拟的连接性、覆盖范围和性能提升，在山区、丛林和沙漠等地形复杂地区表现尤为突出，可为弥合全球数字鸿沟发挥重要作用。
在监测和信息采集方面，临近空间飞行器能够结合卫星的大范围初步信号进行高分辨率勘察和持续监测，提供全天候的环境监测、气象服务以及农业灾害、森林火险等预警。
在科研方面，临近空间飞行器能够为需要特殊大气、光学、电离、辐射等条件及微重力环境的科学实验提供“天然实验室”。
在临基发射方面，基于临近空间的发射体系有望实现更少燃料损耗和更高经济效益，成为地基发射体系的低成本补充方案，可用于微小火箭和无人机等轻型飞行器发射。
推动技术向产业转化
从全球来看，许多国家或经济体都对临近空间相关技术研发进行了长期布局和持续投入，并积极推动技术向产业转化。
美国是最早投入临近空间飞行器研发和技术验证的国家之一。早在上世纪50年代末至60年代末，由美国国家航空航天局和美国空军、海军及北美航空公司合作的相关项目就进行了长达近10年的试飞，为后续亚轨道飞行器研发奠定基础。
近年来，美国临近空间研发呈现出更趋商业化、多元化的特点，一些企业项目在关键指标上取得了突破。2013年至2021年，美国谷歌公司（后重组为“字母表”公司）X实验室推动了名为“Loon计划”的气球互联网项目——通过平流层气球为偏远地区和受灾地区提供互联网接入。该项目曾在新西兰、秘鲁、波多黎各等地测试和应用，并于2020年与肯尼亚电信公司合作在肯尼亚实现首次商业化部署。由于在成本控制和运营可持续性等方面遇到困难，该项目被迫于2021年关闭。运行期间，单个气球创造了长达312天的平流层飞行时间纪录。今年4月，专注于高空平台系统研发的美国Sceye公司宣布，其研发的充氦气、太阳能供电高空飞艇SE2成功完成持续12天的平流层飞行。在名为“长航时计划”的测试任务中，SE2从美国新墨西哥州起飞，经由平流层抵达巴西海岸，飞行距离超过1万千米，飞行高度始终保持在1.58万米以上，其太阳能发电和储能系统连续完成多昼夜循环，展示了高空平台系统在通信覆盖、环境监测、应急保障等方面的应用前景。
欧洲对临近空间技术应用的论证也起步较早，并通过“地平线2020”科研计划、欧洲防务基金等资助相关技术探索。近年来，欧洲多家企业在临近空间飞行器研发方面取得重要进展。空中客车公司下属AALTO公司设计运营的高空平台站——Zephyr太阳能无人机于2025年4月完成持续67天的平流层飞行，展示了在南北半球不同天气条件下的稳定飞行能力。英国贝宜系统公司子公司Prismatic研发的“高空伪卫星”系统——PHASA-35太阳能无人机分别于2023年和2024年进行平流层试飞，两次试飞高度均超过20千米。
日本软银公司长期深耕临近空间通信领域，目前该公司正致力于推动“无处不在的转型”计划，旨在通过将地面移动网络与包括高空平台站、地球同步轨道和低地球轨道通信卫星在内的非地面网络结合起来，实现“连接无处不在”的通信愿景。根据软银公布的资料，该公司采取了“轻于空气（LTA）”和“重于空气（HTA）”两条平行技术路线部署高空平台站。LTA路线基站将以美国Sceye公司开发的氦气飞艇进行部署，两家公司计划于今年联合在日本推出高空基站的预商用化服务。HTA路线计划以软银自研的Sunglider太阳能固定翼飞机进行部署，其研发相对滞后，预商用化或于两三年内启动。与此同时，软银还大力发展高空平台站与地面基站协同服务的相关技术，如频谱共享技术等。
国内专家介绍，经过多年积累，中国已具备临近空间领域的全面研发能力，包括飞行器蒙皮材料、太阳能电池、锂电池、电机等技术环节，关键指标达到世界先进水平。
从飞行器研发来看，2015年，由北京航空航天大学等单位研制的“圆梦号”平流层飞艇在内蒙古锡林浩特成功完成首次试飞，对续航能力、可控飞行等方面进行了验证。2019年以来，由中国科学院空天信息创新研究院牵头研制的系留浮空艇“极目一号”在青藏高原多个区域开展了系统性科学试验。2022年5月，“极目一号”Ⅲ型浮空艇在中国科学院珠峰站附近执行高空观测任务，升空高度达海拔9032米，创造了大气科学观测世界纪录。多年来，“极目一号”研发团队围绕浮空艇艇体材料、结构和设计、快速充气技术、测控和能源系统等申请数十项专利，为临近空间相关技术持续迭代奠定了坚实基础。
在政策层面，中国工业和信息化部等七部门2024年1月联合印发关于推动未来产业创新发展的实施意见，明确将临空无人系统纳入未来产业范畴，要求加强前瞻谋划部署。
专家认为，当前临近空间飞行器研发相关技术正处于从验证向应用转化的关键过渡期，有望在未来十年内迎来产业化“临界点”。要实现真正的产业化，后续还需解决太阳辐照等环境变化的影响、可重复使用、无人值守情况下的感知决策以及飞行器组网和集群等问题。
探索创新监管
在临近空间飞行器不断取得技术突破的同时，国际监管机构也在积极推进高空平台站相关标准和规则制定，为其商业化部署铺路。2019年世界无线电通信大会作出决议，确认47.2GHz~47.5GHz和47.9GHz~48.2GHz频段可供各国在全球范围内部署高空平台站使用。在固定业务划分下新增38GHz~39.5GHz频段，扩展31GHz~31.3GHz频段标识用于高空平台站的固定服务。在满足高空平台站应用需求的同时，也对其使用提出具体限制，以保护现有固定业务不受影响。
尽管预期向好，但全球临近空间产业发展仍面临诸多挑战，首要制约因素在于临近空间法律地位的模糊。
从国际法层面来看，《国际民用航空公约》即《芝加哥公约》规定“缔约各国承认每一国家对其领土之上的空气空间享有完全的和排他的主权”，但未界定该“空气空间”在垂直方向上延伸至何处。联合国《外层空间条约》规定“各国不得通过主权要求，使用或占领等方法，以及其他任何措施，把外层空间（包括月球和其他天体）据为己有”，但该条约未明确定义外层空间和国家领空之间的界限。
从各国国内法规来看，仅部分国家开展了相关法律探索。北京航空航天大学北斗政策法规研究中心执行主任杨君琳等人在《中国工程科学》杂志上发表文章介绍，美国将海平面上方约18.29千米以上的空域称为E类高空，作为国家领空的一部分，但未明确该空域垂直范围的上限，也未明确该空域的监管制度、飞行制度和责任制度等。新西兰将海平面上方约18.29千米以上的空域称为“高空”，视为国家领空的一部分，虽然未明确该空域垂直范围的上限，但明确提出对“高空”活动实施许可管理。
2023年12月，中国国家空中交通管理委员会颁布《国家空域基础分类方法》，将标准气压高度高于20千米的空域划设为D类空域，属于管制空域。
法律层面对临近空间的概念及监管缺乏明确、统一的界定，导致相关产业发展呈现出“有技术难监管”的困境。莫尔多情报咨询公司认为，各国监管机构能否积极推动空域监管框架制定是影响“高空伪卫星”市场需求的主要因素之一。
专家认为，要先解决空域的界定问题，并配套发展监管体系、安全标准和服务设施等，才可能有效形成临近空间产业，这是一个先决条件。
对于临近空间如何与“空气空间”和外层空间划界并进行治理，国际上存在许多讨论和不同主张。北京理工大学国际组织创新学院常务副院长刘浩等人创新性地提出以“专属利用空间制度”治理临近空间。这一设想受到《联合国海洋法公约》确立的专属经济区制度启发，主张由下方国家决定是否在临近空间设立专属利用空间，如果下方国家决定设立专属利用空间，将享有优先开发利用管理临近空间的权力，但专属利用空间不属于下方国家主权范围。满足特定条件后，外国实体可以进入其他国家临近空间开展活动。采取这一制度将明确临近空间活动参与各方的权利和义务，平衡下方国家同其他国家和主体的利益分配，增强商业的可预测性，降低合规成本，帮助各类用户更便利地获得临近空间服务，推动临近空间有效利用和产业发展。
随着土地资源日趋紧张，对临近空间的有效开发利用对于升级信息基础设施、构建“天临空地”一体化信息服务体系具有重要意义。要释放临近空间产业“势能”，催生更多商业化应用场景，不仅需要技术加持，更需要世界各国携手共商治理方案，合作建设产业生态，推动临近空间产业真正惠及全球民众。
（据《瞭望》新闻周刊）