自從宇航領域科學問題與技術難題公布以來,各相關單位對此給予了高度關注,并積極投入到問題的科學研究與技術攻關中。在眾多航天科技工作者的持續(xù)努力下,相關問題與難題的研究已經(jīng)取得了顯著的階段性成果。本書精選了10個具有代表性的科學問題與技術難題,對其研究進展進行了深入探討。內(nèi)容涵蓋了問題的背景、國際與國內(nèi)科學技術研究的最新動態(tài)、學術會議與文章的發(fā)展情況、工作策劃與建議,以及研究的預期進展路線圖,旨在促進研究進展的交流與分享。
科技是國家強盛之基,創(chuàng)新是民族進步之魂。當前,世界百
年未有之大變局正在加速演進,科技創(chuàng)新進入前所未有的密集活
躍期,各國都把塑造宇航領域競爭優(yōu)勢作為重要戰(zhàn)略選擇,積極
搶占航天未來科技制高點。回顧近 70 年奮斗與創(chuàng)新發(fā)展歷程,
中國航天開展了大量宇航科學與技術活動,嫦娥攬月、祝融
探火、羲和逐日、北斗指路、天宮遨游,極大地推動
了空間技術和空間科學的發(fā)展,不斷涌現(xiàn)出新理論、新發(fā)現(xiàn)等眾
多原創(chuàng)性科學技術成果,中國在宇航領域的高度和深度
不斷刷新。面對新形勢、新需求,在建設航天強國、科技強國的
新征程中,迫切需要中國航天接續(xù)奮斗、努力挺進科學技術研究
的無人區(qū),迫切需要廣大航天科技工作者的共同持續(xù)努力,
不斷實現(xiàn)原創(chuàng)性新突破,這是時代賦予航天科技工作者的歷史使
命和責任。
科學問題和技術難題是科學發(fā)現(xiàn)和技術創(chuàng)新的出發(fā)點和動力
源。在向科技創(chuàng)新無人區(qū)邁進的當下,提出和解決科學技術
問題尤為重要,不斷提出、研判重大的科技問題及其優(yōu)先級是解
決問題、取得科技突破的關鍵一步,具有重要的價值和意義。自
2018 年起,為前瞻謀劃和布局前沿科技領域與方向,服務科技強
國建設,中國科協(xié)已連續(xù) 7 年組織開展重大科學問題、工程技術
難題和產(chǎn)業(yè)技術問題的征集與發(fā)布活動,面向世界科技前沿、面
向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,征集對
未來科技發(fā)展具有引領作用的前沿科學問題、工程技術難題和產(chǎn)
業(yè)技術問題。入選的問題、難題一定程度顯示出我國科技工作者
重點關注的學科前沿和關鍵技術領域。
自 2020 年開始,中國宇航學會在每年的中國航天大會上發(fā)布
年度宇航領域科學問題和技術難題,委托王巍院士牽頭組織征集
與發(fā)布工作,號召眾多航天知名院士、專家參與問題難題凝練推
薦。截至 2024 年年底,累計征集 260 余項問題難題,經(jīng)百余位院
士和專家評選,歷經(jīng)初選、終評等環(huán)節(jié),嚴格評議把關,共發(fā)布
50 項問題難題,對外展現(xiàn)了宇航領域在面向未來的科技發(fā)展過程
中,需要攻關的重要問題和技術難點,引導廣大航天科技工作者
聚焦問題難題集智攻關,為培育新質(zhì)生產(chǎn)力匯聚強大科技力量,
不斷夯實高質(zhì)量發(fā)展的科技支撐。
自宇航領域科學問題與技術難題發(fā)布以來,各相關單位高度
重視問題難題的科學研究與技術攻關工作,在廣大航天科技工作
者的不懈努力下,相關問題難題研究取得了重要的階段性進展。
一是學術成果豐富,專家學者在國際國內(nèi)會議和期刊等平臺發(fā)表
的文章以及獲得的專利顯著增長;二是項目立項增加,超過一半
的項目獲得了政策、資金、人才、機制等持續(xù)支持保障,使項目
研究加速推進;三是技術進展顯著,約三分之一的項目實現(xiàn)了重
要技術進展,有的項目在提出概念和應用設想的基礎上,完成了
可行性驗證;四是部分研究處于國際領先水平,或以原理樣機為
載體完成實驗室環(huán)境驗證,或以實際系統(tǒng)成功開展試驗應用。
為充分展示宇航領域科學問題和技術難題的研究進展,給予
航天科技工作者更多參考和啟發(fā),中國宇航學會組織航天領域數(shù)
十位院士、專家,評選出了 10 個代表性問題難題的重要研究進展,
編輯出版《邁向未來的宇航科技:宇航領域科學問題和技術難
題重要研究進展(一)》。這是繼《面向未來的宇航科技:2020
2022 年度宇航領域科學問題和技術難題解讀》面世后的同系列叢
書之一。邀請這些問題、難題提出的科研團隊重點從問題背景情
況、國際國內(nèi)科學技術研究進展、學術會議與文章發(fā)展情況、工
作策劃與建議、研究預期進展路線圖等方面進行了研究進展的交
流與分享。
宇航領域科學問題和技術難題的征集、評選、發(fā)布、解讀、
重要研究進展跟蹤等系列活動是助力廣大航天科技工作者專精求
索、尋求突破的重要手段。這些科學問題和技術難題的研究和解
決,不僅推動了宇航領域相關科學技術知識的積累、進步與共享,
也直接或間接推動了多個領域的技術創(chuàng)新與跨學科融合,對未來
宇航領域的探索也將產(chǎn)生重要影響。期望本書能夠為廣大航天科
技工作者提供借鑒和啟示,激發(fā)讀者對宇航領域探索的興趣,促
進航天科學技術知識的普及,激勵更多科技工作者和愛好者投身
宇航領域的學習和研究,為航天夢、中國夢的實現(xiàn)貢獻力量,讓
航天科技成果更好地造福人類。
解決問題與推動創(chuàng)新(代引言) 1
一 外日球層與星際空間的環(huán)境特性及其相互作用研究進展 25
二 面向空間超大型天線結構的在軌增材制造技術研究進展 63
三 超大型空間光學裝置在軌組裝與維護技術研究進展 103
四 與 5G/6G 技術融合發(fā)展的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)絡通信技術研究進展 141
五 太陽磁場周期性反轉與太陽全球磁場探測研究進展 187
六 星系生態(tài)環(huán)境中的反饋效應及重子缺失問題研究進展 229
七 大空域跨速域高速飛行器氣動布局設計方法與技術研究進展 261
八 太陽系外宜居行星與生命標記及其搜尋、證認方法研究進展 315
九 遠距離大功率無線能量傳輸技術研究進展 353
十 利用月壤資源實現(xiàn)月面原位建造研究進展 405