2024年宇航領(lǐng)域十大科學(xué)問題和技術(shù)難題發(fā)布
時(shí)間：2024-04-25 18:12:03
來源：城市化網(wǎng)
據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司網(wǎng)站消息，4月24日，2024年中國(guó)航天大會(huì)在湖北武漢開幕。主論壇上，受中國(guó)宇航學(xué)會(huì)和中國(guó)航天大會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)委托，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司研究發(fā)展部部長(zhǎng)王巍發(fā)布了2024年宇航領(lǐng)域科學(xué)問題和技術(shù)難題。
此次發(fā)布的科學(xué)問題和技術(shù)難題共10項(xiàng)，分別是地外資源利用的重力場(chǎng)效應(yīng)問題、地外天體介觀尺度動(dòng)力學(xué)問題、空間帶電粒子操控機(jī)理與方法、面向載人深空探測(cè)的火星二氧化碳原位利用技術(shù)、冰巨星探測(cè)任務(wù)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)、月基平方公里射電天文天線陣列建造技術(shù)、太空計(jì)算中心構(gòu)建及運(yùn)行技術(shù)、小天體探測(cè)與開發(fā)的智能柔性附著技術(shù)、航天遙感大模型的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)、重復(fù)使用火箭復(fù)用快速評(píng)估驗(yàn)證技術(shù)。
王巍表示，航天科技工作者應(yīng)自覺肩負(fù)起神圣使命和歷史責(zé)任，以顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)發(fā)展推動(dòng)新產(chǎn)業(yè)、新動(dòng)能等新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。
此次發(fā)布是繼2020年中國(guó)航天大會(huì)首次發(fā)布宇航領(lǐng)域科學(xué)問題和技術(shù)難題以來的第五次發(fā)布活動(dòng)。5年來，相關(guān)問題研究助推了科研項(xiàng)目的立項(xiàng)與實(shí)施，對(duì)于布局航天前沿科技發(fā)展方向，打造原創(chuàng)技術(shù)策源地都具有重要意義。
“隨著問題難題的征集和發(fā)布，如何使宇航領(lǐng)域基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相互促進(jìn)，激起創(chuàng)新之火，開好科技之花，結(jié)出產(chǎn)業(yè)之果，已經(jīng)成為這項(xiàng)活動(dòng)的首要議題。”王巍介紹，中國(guó)宇航學(xué)會(huì)后續(xù)將采用問題難題與重要進(jìn)展隔年發(fā)布的方式，輪流對(duì)外發(fā)布，以此推動(dòng)宇航領(lǐng)域新概念技術(shù)、顛覆性技術(shù)的研究與儲(chǔ)備，強(qiáng)化協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，打造科技創(chuàng)新鏈條，助推宇航領(lǐng)域高水平科技創(chuàng)新與發(fā)展。
問題難題介紹：
1.地外資源利用的重力場(chǎng)效應(yīng)問題
地外資源是未來深空探測(cè)的重要目標(biāo)，重力場(chǎng)效應(yīng)涉及地外資源的探-運(yùn)-匯-采-選-冶等各個(gè)環(huán)節(jié)，是深空領(lǐng)域亟待解決的重要科技問題。因此開展地外資源利用中的重力場(chǎng)效應(yīng)研究，取得理論研究與技術(shù)創(chuàng)新突破，對(duì)引領(lǐng)宇航領(lǐng)域高新技術(shù)快速發(fā)展具有重要意義。
2.地外天體介觀尺度動(dòng)力學(xué)問題
地外環(huán)境下亞微米到亞毫米介觀尺度顆粒物多相復(fù)雜物理系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和相互作用十分復(fù)雜，其動(dòng)力學(xué)機(jī)理是揭示太陽系形成演化、地外資源賦存規(guī)律與星表物質(zhì)接觸相應(yīng)機(jī)制的重大科學(xué)問題。對(duì)突破行星形成理論屏障、評(píng)估地外物質(zhì)資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值、發(fā)展星表資源探測(cè)與開發(fā)裝備技術(shù)具有重要意義。
3.空間帶電粒子操控機(jī)理與方法
地外空間中存在大量攜帶能量和多維信息的帶電粒子，對(duì)宇航活動(dòng)造成干擾與損傷效應(yīng)，同時(shí)也蘊(yùn)含研究與利用價(jià)值。深入研究在復(fù)雜空間環(huán)境下寬能譜帶電粒子群的操控機(jī)理與方法，對(duì)提高極端服役環(huán)境下宇航活動(dòng)的安全性、開發(fā)和利用空間帶電粒子資源具有重要意義。
4.面向載人深空探測(cè)的火星二氧化碳原位利用技術(shù)
火星二氧化碳原位利用技術(shù)是通過捕集火星大氣中高濃度的二氧化碳，將其轉(zhuǎn)化為能源供給、資源開發(fā)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面所需關(guān)鍵原料的技術(shù)。該技術(shù)的突破將有效降低火星生存與探索活動(dòng)對(duì)地球補(bǔ)給的依賴，有力支撐地外載人探測(cè)和未來太空移民等深空探測(cè)任務(wù)的可持續(xù)性發(fā)展。
5.冰巨星探測(cè)任務(wù)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)
在太陽系中，天王星和海王星均是典型的冰巨星，是一種主要由氧、碳、氮、硫等組成的巨行星。通過一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)冰巨星環(huán)繞、大氣進(jìn)入以及對(duì)其衛(wèi)星的探測(cè)，需要開展可達(dá)30個(gè)天文單位距離并支持長(zhǎng)期觀測(cè)的飛行器技術(shù)研究，突破極遠(yuǎn)距離飛行器智能自主、高效能源與推進(jìn)、測(cè)控通信等技術(shù)，有望獲得天體起源、生命起源相關(guān)的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
6.月基平方公里射電天文天線陣列建造技術(shù)
在月球背面建設(shè)平方公里級(jí)分布式射電望遠(yuǎn)鏡天線陣列，其關(guān)鍵技術(shù)涉及地月運(yùn)輸、月面建造、數(shù)據(jù)回傳、極端環(huán)境等一系列復(fù)雜的宇航系統(tǒng)工程難題，可有力支撐我國(guó)月球科考站建設(shè)。研究成果可填補(bǔ)地基30MHz以下波段天文觀測(cè)的技術(shù)空白，有可能在宇宙學(xué)和太陽系外行星領(lǐng)域做出重要探索發(fā)現(xiàn)。
7.太空計(jì)算中心構(gòu)建及運(yùn)行技術(shù)
太空計(jì)算中心構(gòu)建及運(yùn)行技術(shù)是通過太空太陽能提供能源，常態(tài)化提供“天數(shù)天算”“地?cái)?shù)天算”天地一體化算力服務(wù)空間計(jì)算中心的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)的突破將推動(dòng)實(shí)現(xiàn)和發(fā)揮太空太陽能電站和太空計(jì)算中心“算電一體”的綠色能源優(yōu)勢(shì)，以及發(fā)揮空間計(jì)算中心廣域泛在接入提供服務(wù)的優(yōu)勢(shì)，深入優(yōu)化國(guó)家基礎(chǔ)算力設(shè)施和能源布局，有力支撐太空科技產(chǎn)業(yè)的開拓和發(fā)展。
8.小天體探測(cè)與開發(fā)的智能柔性附著技術(shù)
實(shí)現(xiàn)弱引力表面穩(wěn)健附著是開展小天體原位探測(cè)與資源開發(fā)的重要前提，也是國(guó)際宇航領(lǐng)域面臨的重大難題。發(fā)展高自主、高可靠的智能柔性附著技術(shù)，推動(dòng)小天體著陸模式從剛性到柔性的變革，實(shí)現(xiàn)智能柔性體自主穩(wěn)健附著，對(duì)人類開展空間科學(xué)探索與地外資源利用具有重要意義。
9.航天遙感大模型的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)
航天遙感大模型的發(fā)展讓數(shù)字地球與現(xiàn)實(shí)世界的交融變得更為靈動(dòng)智慧，其通用化感知信息表達(dá)、融合、交互與生成能力如何顛覆傳統(tǒng)航天遙感應(yīng)用模式，是航天遙感產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨的技術(shù)難題，其規(guī)模化應(yīng)用對(duì)航天遙感新質(zhì)生產(chǎn)力打造、天地一體化信息全時(shí)全域全息服務(wù)能力構(gòu)建以及航天產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)具有重要意義。
10.重復(fù)使用火箭復(fù)用快速評(píng)估驗(yàn)證技術(shù)
針對(duì)運(yùn)載火箭貯箱、艙段、增壓輸送系統(tǒng)、電子及機(jī)電產(chǎn)品的可靠、高效、經(jīng)濟(jì)重復(fù)使用等問題，研究復(fù)用飛行載荷和環(huán)境條件對(duì)各類產(chǎn)品的影響；不同產(chǎn)品損傷模式及損傷程度對(duì)復(fù)用性能影響；突破火箭復(fù)用壽命消耗快速評(píng)估技術(shù)，形成運(yùn)行中的壽命快速評(píng)估準(zhǔn)則和流程，確保復(fù)用可靠性，對(duì)提升我國(guó)火箭綜合競(jìng)爭(zhēng)能力有重要作用。
