2022年航天领域科技问题发布

11月21日,2022年中国航天大会/2022文昌国际航空航天论坛开幕式在海南海口举行。 开幕式上,受中国航天…

11月21日,2022年中国航天大会/2022文昌国际航空航天论坛开幕式在海南海口举行。

开幕式上,受中国航天大会学术委员会委托,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以视频形式发布了2022年宇航领域科学问题和技术难题。

2022年宇航领域科学问题和技术难题包括:宇宙物理动力学效应及“动力获取”问题,太阳系外宜居行星与生命标记及其搜寻、证认方法,航班化航天运输系统关键技术,近地小行星快速监测预警与防御技术,面向地外生存的人工光合成材料制备及应用,远距离大功率无线能量传输技术,利用月壤资源实现月面原位建造,跨域飞行器的强适应控制技术,基于天地学习泛化的空间星群智能自主协同作业技术,地球高空大气流场演变规律的高精度预测技术。

王巍表示,当前正值百年变局加速演进,大国竞争日趋激烈,对世界战略格局,包括航天发展格局产生了深刻影响。随着航天技术日渐成熟,应用需求愈发迫切,从新能源到新材料,从信息化到智能化,新一轮科技革命正在加速推动全球航天发展。党的二十大报告中提出,要强化国家战略科技力量,提升国家创新体系整体效能,形成具有全球竞争力的开放创新生态。航天强国的建设目标、科技强国的宏伟蓝图,都需要科技创新力量的积极参与和有力支撑。

这是继2020年、2021年发布宇航领域问题难题以来的第三次发布活动。此前所发布的项目对宇航领域的学术方向和研判趋势产生了较大影响,部分问题和难题引起了国家有关方面的高度重视,已纳入相关重大科技专项,对国家基础科学研究和工程项目推进起到了积极的支撑作用。

大会所推荐的科学问题和技术难题已连年入选中国科协组织的科技问题评选活动,相关内容公开发表后,引起社会各界的高度关注。

2022年

宇航领域科学问题和技术难题

(排名不分先后)

01宇宙物理动力学效应及“动力获取”问题

宇宙中存在着极高密度能量转化动能的物理效应。由于观测手段的缺失,其动能释放机理尚不明确。设法探测并提取该效应的特征物理量,明晰“高能态-动力”的物理转化过程,是解决“空间动力获取”难题的关键,对推动空间动力技术颠覆性突破具有重要意义。

02太阳系外宜居行星与生命标记及其搜寻、证认方法

太阳系外宜居行星与生命标记及其搜寻、证认方法,是回答“人类在宇宙中是否孤独”“地球生命起源”等重大科学问题的抓手,对理解行星形成与演化、行星宜居性等前沿问题具有关键意义,也是空间望远镜系统发展与工程实施的主要动力之一,有望引领地外生命探索取得原创性成果和一系列科学发现。

03航班化航天运输系统关键技术

航班化航天运输系统是实现全球快速运输、地面与轨道间运输的运载器总称。通过解决航班化系统技术难题,可显著降低发射费用,实现安全、快速、机动、环保地进出空间,这将是航天强国建设的重要标志,具有重大实用价值和意义。

04近地小行星快速监测预警与防御技术

近地小行星快速监测预警与防御技术是通过构建天地协同监测网络,发展在轨处置技术,扩大轨道编目比例,降低漏警率,提高预警精度,形成主动应对近地小行星撞击风险的关键技术。这一技术突破将促进近地小行星监测与防御体系建立,对于推动构建人类命运共同体具有重要意义。

05面向地外生存的人工光合成材料制备及应用

面向载人深空探索和人类长期地外生存面临的基本物质与能量需求,亟待创新地外人工光合成材料设计与制备方法,形成基于地外星体资源的人工光合成材料及其原位制备适用技术,发展地外特殊环境下人工光合成消除二氧化碳、制取氧气和有机燃料的成套设备与技术,有力支撑载人航天发展。

06远距离大功率无线能量传输技术

远距离大功率无线能量传输技术是利用微波/激光对能量进行远距离低损耗发、控、传、收技术。该技术是空间太阳能电站唯一的输能技术,也实现了信息传输从有线到无线的跨度。该技术在未来可持续能源领域具有不可取代的重要作用。

07利用月壤资源实现月面原位建造

在月球上建立安全持久的月球基地是人类开展探索与开发活动的基础。由于地月空间运输成本高昂,大量建筑材料难以从地球获取。因此,如何利用月壤资源开展月面原位建造成为月球基地建设和运营的关键难题。面对特殊月壤材料、极端月面环境,月面建造面临一系列问题和挑战。

08跨域飞行器的强适应控制技术

高速飞行器跨域飞行带来精确建模与智能控制等研究难题,颠覆性的强适应控制技术是实现强干扰和模型不确定等条件下稳定飞行的重要途经,该方向的研究将为未来先进航天飞行器发展等提供理论支撑与技术牵引。

09基于天地学习泛化的空间星群智能自主协同作业技术

基于天地学习泛化的空间星群智能自主协同作业技术面向新一代航天器应用,具备感知、学习、推理、认知、执行、演化等类人行为属性。该技术突破自主协同完成复杂任务、在经验中学习利用数据提升系统性能、天地学习迁移泛化等关键技术,解决航天器在轨资源受限等问题,促进星群航天器的整体效能最大化。

10地球高空大气流场演变规律的高精度预测技术

高空风是大气流场复杂运动的产物,是由许多在时空上随机变化的中小尺寸扰动叠加在大尺度较规则气流之上而形成的一种三维分布矢量场。高层大气运动对航天发射安全影响显著但又难以施加人工干预,加深高空风场运动演变规律的认识并提高预报能力,对于气象科学技术自身发展和航天工程研制均具有重要促进与支撑作用。

文/任长胜

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