文/劉巖 圖/宿東

9月18日，在2020年中國航天大會(huì)開幕式暨主論壇上，2020年宇航領(lǐng)域十大科學(xué)問題和技術(shù)難題，由中國科學(xué)院院士、中國航天科技集團(tuán)有限公司研究發(fā)展部部長王巍現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布，以助力研判航天科技發(fā)展趨勢(shì)、識(shí)別并攻克技術(shù)難點(diǎn)、推進(jìn)航天智庫建設(shè)。

這些科學(xué)問題和技術(shù)難題是由中國航天大會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)的院士、專家，以“面向2050年對(duì)航天技術(shù)發(fā)展具有導(dǎo)向作用；對(duì)航天技術(shù)或產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新具有關(guān)鍵作用；切中航天技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)和要點(diǎn)，具有代表性”為重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)宇航領(lǐng)域科學(xué)問題和技術(shù)難題征集活動(dòng)中所提交的材料進(jìn)行審慎評(píng)議，最終確定的。

2020年宇航領(lǐng)域科學(xué)問題和技術(shù)難題內(nèi)容如下，排名不分先后。

▲ 2020年中國航天大會(huì)開幕現(xiàn)場(chǎng)

外日球?qū)优c星際空間的環(huán)境特性及其相互作用

日球?qū)又饕鞘芴栵L(fēng)和太陽磁場(chǎng)控制的區(qū)域，外日球?qū)优c星際空間是人類從未探索過的嶄新領(lǐng)域，了解其環(huán)境特性、揭示太陽風(fēng)與星際介質(zhì)的相互作用規(guī)律與機(jī)理等科學(xué)問題，對(duì)于人類認(rèn)識(shí)太陽系家園、推動(dòng)空間技術(shù)跨越式可持續(xù)發(fā)展意義重大。

可重復(fù)使用空天飛行器熱防護(hù)材料及壽命預(yù)測(cè)

材料科學(xué)技術(shù)一直是航天技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)性技術(shù)學(xué)科，熱防護(hù)材料直接決定了可重復(fù)使用空天飛行器的性能和壽命。該技術(shù)可為未來空天飛行器性能的先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性提供基礎(chǔ)保障。

核動(dòng)力航天器及工程應(yīng)用

空間核動(dòng)力是太陽系全域探測(cè)、行星際空間探測(cè)等任務(wù)最具競(jìng)爭(zhēng)力的推進(jìn)技術(shù)之一。核動(dòng)力航天器及工程應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的突破，將對(duì)現(xiàn)有航天技術(shù)產(chǎn)生顛覆性影響，滿足對(duì)全太陽系探索的需要。

面向空間超大型天線結(jié)構(gòu)的在軌增材制造技術(shù)

增材制造技術(shù)俗稱3D打印技術(shù)，采用逐層堆積耗材的方式成型。在軌增材制造技術(shù)將有效解決未來空間超大型天線系統(tǒng)建設(shè)的難題，為超大型空間結(jié)構(gòu)的在軌建設(shè)和維護(hù)提供有效手段，對(duì)推動(dòng)我國天文觀測(cè)、空間太陽能發(fā)電等領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用具有重要作用。

空間碎片清除中的核心技術(shù)

▲ 中國科學(xué)院院士、中國航天科技集團(tuán)有限公司研究發(fā)展部部長王巍現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布2020年宇航領(lǐng)域十大科學(xué)問題和技術(shù)難題

空間碎片清除是當(dāng)前及未來航天任務(wù)必須面對(duì)的重要問題。發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)，既是保護(hù)空間資產(chǎn)、維護(hù)人類空間安全和資源的需要，也將促進(jìn)相關(guān)高新技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的空間操控技術(shù)

空間操控技術(shù)是航天技術(shù)與人工智能技術(shù)的交叉領(lǐng)域技術(shù)。將深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)應(yīng)用于飛行器空間操控，有助于優(yōu)化操控方案，構(gòu)建具備自進(jìn)化能力的空間智能體系，有效應(yīng)對(duì)空間各種復(fù)雜環(huán)境變化。

水平起降運(yùn)載器與組合動(dòng)力一體化設(shè)計(jì)技術(shù)

水平起降組合動(dòng)力運(yùn)載器可成為低成本、高性能、高可靠的天地往返運(yùn)輸工具，水平起降運(yùn)載器與組合動(dòng)力一體化設(shè)計(jì)技術(shù)是支撐未來航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用的核心技術(shù)之一，將大幅提升我國自由進(jìn)出和利用空間的能力。

超大型空間光學(xué)裝置在軌組裝和維護(hù)技術(shù)

超大型空間光學(xué)裝置的在軌組裝和維護(hù)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超大型空間光學(xué)裝置的唯一途徑，該項(xiàng)技術(shù)將突破運(yùn)載器包絡(luò)及推進(jìn)能力的限制，搶占引領(lǐng)后續(xù)超大型光學(xué)遙感器乃至彈性可重構(gòu)光學(xué)遙感系統(tǒng)跨越式發(fā)展，為我國衛(wèi)星遙感技術(shù)發(fā)展和在軌服務(wù)打下技術(shù)基礎(chǔ)。

與5G/6G技術(shù)融合發(fā)展的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

天地信息網(wǎng)絡(luò)一體化技術(shù)直接影響我國太空架構(gòu)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，衛(wèi)星通信與地面移動(dòng)通信從5G階段開始走向融合，未來的6G系統(tǒng)將是天地一體化的信息網(wǎng)絡(luò)，成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

航天器與甚大基線陣協(xié)同探測(cè)技術(shù)

甚大基線陣不同于單個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡，它是通過一個(gè)計(jì)算中心將相距遙遠(yuǎn)的射電望遠(yuǎn)鏡、依靠統(tǒng)一的基線形成巨大的射電天線陣。通過航天器探測(cè)與地面甚大基線陣的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)萬公里以上的虛擬望遠(yuǎn)鏡。該項(xiàng)技術(shù)的突破可大幅提高人類對(duì)宇宙觀察的精度和能力，從而進(jìn)一步拓展人類視野，正確認(rèn)識(shí)宇宙的起源、現(xiàn)在以及未來發(fā)展。