【中国航天日】2023年宇航领域科学问题和技术难题发布

【中国航天日】2023年宇航领域科学问题和技术难题发布本站　　在主论坛上，中国科学院院士、中国航天科技集团有限公司研究发展部部长王巍发布了2023年宇航领域科学问题和技术难题

　　在主论坛上，中国科学院院士、中国航天科技集团有限公司研究发展部部长王巍发布了2023年宇航领域科学问题和技术难题。

　　2023年宇航领域科学问题和技术难题包括：极低轨道多源动力学耦合效应和演化机理、长期地外生存中的药物干预机理、地外天体表面电站用超小型反应堆能源技术、轨道工厂构建及运行技术、空间站脑网络长期在轨实时监测及调控技术、重复使用运载器动力系统健康监测及寿命评估技术、2500摄氏度以上超高温环境下的热承载材料技术、计算光学高维遥感突破航天光学遥感探测极限、基于核动力的载人火星快速往返技术、基于深度学习的航天器在轨飞行遥测数据挖掘分析技术。

　　王巍表示，当前新一轮科技和产业变革突飞猛进，学科交叉融合不断发展，科学研究范式发生深刻变革，科学技术和经济社会发展加速渗透融合，基础研究转化周期明显缩短，国际科技竞争向基础和前沿前移。党的二十大报告指出，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，强调创新在我国现代化建设全局中的核心地位，加快实现高水平科技自立自强，加快建设科技强国。进入新时代以来，以载人航天、月球探测、火星探测、北斗导航、新一代运载火箭为代表的航天重大工程连战连捷，航天科技工作者要自觉肩负起神圣使命和历史责任，抢抓历史机遇，把握历史主动，勇于创新突破，加快推动航天强国建设。

　　这是继2020年、2021年、2022年发布宇航领域科学问题和技术难题以来的第四次发布活动。此前所发布的项目对宇航领域的学术方向和研判趋势均产生了较大影响，相关研究课题得到上级单位的高度关注并助推其科研立项与实施，对于前瞻谋划并布局航天前沿科技领域和方向、打造原创技术策源地、推进航天强国建设具有重要意义。

　　王巍介绍，《面向未来的宇航科技：2020—2022年度宇航领域科学问题和技术难题解读》一书已于今年出版，该书通过对过去3年所发布宇航领域科学问题和技术难题的高端科普解读，力求让航天科技工作者们准确把握世界宇航发展前沿，让社会各界了解航天知识，让更多的青年朋友树立航天梦想。

　　极低轨道稀薄空气动力学、轨道动力学和结构动力学等多源耦合效应及作用演化机理，是创新极低轨道长时间机动飞行模式，大幅提升极低轨道空间有效利用的重大科学问题，对于新型航天装备研制和先进航天技术发展具有重要促进作用。

　　面向载人深空探索和人类长期地外生存面临的失重生理效应与突发疾病事故，亟待发展太空药学，回答微重力下有关药物干预机理和效果的一系列基础性问题，对未来构筑长期地外生存医疗保障能力、拓展人类探索太空脚步具有重要意义。

　　裂变能是已实现的能量密度最高且唯一可长期自持的能源形式，是人类实现月球、火星等天体表面电站的必然选择。实现重量小于1.5吨、功率高于10千瓦、寿命超过10年的超小型核反应堆，是深空领域必须预先解决的重大工程技术难题。

　　轨道工厂构建及运行技术是通过空间智能制造平台将上行材料、在轨回收材料及地外矿物资源转化为空间或地面所需高价值产品的关键技术。这一技术突破将实现空间规模化按需定制，为航天器在轨建造、地外资源开发利用，以及太空新经济业态发展提供基础，有力支撑空间活动和人类社会的可持续发展。

　　复杂的空间因素影响大脑的神经可塑性和功能，长期在轨实时监测及调控大脑神经网络活动是世界宇航领域空间脑科学面临的技术难题。在空间站建立脑科学平台，实现在轨模式动物的神经网络监测与调控研究，将为人类认识太空中脑功能原理及保护、增强航天员大脑功能提供科学基础。

　　重复使用动力系统是实现运载器高可靠、高频次进出空间的关键系统。在重复使用运载器飞行返回后，如何快速评估动力系统的健康状态和寿命，并给出满足再次飞行任务要求的结论，是实现可靠飞行至关重要的难题。该技术研究将推动我国重复使用运载器动力系统技术发展，进一步支撑未来航班化进出空间目标的实现。

　　研究并发展耐2500摄氏度以上的新型超高温热承载材料体系是支撑未来先进航天器向更强、更快、多功能一体化发展的必由之路。为解决火箭发动机关键部件耐高温、气动热力学高精度预测和热防护材料抗氧化等关键问题提供理论基础，对提升未来航天装备极端条件下的适应性、可靠性和经济性具有重要意义。

　　计算光学高维遥感将计算光学引入遥感技术，构建光波与客观世界的高维映射关系，打破以几何光学为基础的低维线性关系，建立高维物理量与遥感量的非线性映射模型，从高维物理量中解译遥感信息，将传统遥感精度提升一个量级以上。

　　基于核动力的载人火星快速往返技术，采用核热、核电推进航天器可实现快速高效的地火往返。通过开发先进空间核推进系统，大幅减少发射重量、降低在轨组装要求，并缩短行程时间，减少长期任务的零重力、空间辐射等风险，对于实现安全快速运送航天员往返火星和航天工程研制均具有重要促进和支撑作用。

　　以空间站为代表的复杂航天器长期在轨运行产生了大量的飞行遥测数据，充分利用人工智能领域先进的深度学习技术，对飞行遥测数据进行挖掘分析，寻找数据的内在规律，发现隐含的深层次关联信息，并为飞行任务决策提供依据，对保障航天器长期在轨安全稳定运行，发挥航天器更大的科学价值、经济价值和社会价值具有重大意义。（记者 孟一凡 李浩 段玉）