2020年宇航领域科学问题和技术难题发布

9月18日,在2020年中国航天大会开幕式暨主论坛上,2020年宇航领域十大科学问题和技术难题发布,助力研判航天科技发展趋势、识别并攻克技术难点、推进航天智库建设。
大会上发布科学问题和技术难题是:外日球层与星际空间的环境特性及其相互作用;可重复使用空天飞行器热防护材料及寿命预测;核动力航天器及工程应用;面向空间超大型天线结构的在轨增材制造技术;空间碎片清除中的核心技术;基于深度强化学习的空间操控技术;水平起降运载器与组合动力一体化设计技术;超大型空间光学装置在轨组装和维护技术;与5G/6G技术融合发展的卫星互联网络通信技术;航天器与甚大基线阵协同探测技术。

据了解,上述科学问题和技术难题是由中国航天大会学术委员会的院士、专家,以“面向2050年对航天技术发展具有导向作用;对航天技术或产业创新具有关键作用;切中航天技术发展重点和要点,具有代表性”为重要评判标准,对宇航领域科学问题和技术难题征集活动中所提交的材料进行审慎评议,最终确定的。

2020年宇航领域科学问题和技术难题(排名不分先后)

1、外日球层与星际空间的环境特性及其相互作用

日球层主要是受太阳风和太阳磁场控制的区域,外日球层与星际空间是人类从未探索过的崭新领域,了解其环境特性、揭示太阳风与星际介质的相互作用规律与机理等科学问题,对于人类认识太阳系家园、推动空间技术跨越式可持续发展意义重大。


2、可重复使用空天飞行器热防护材料及寿命预测

材料科学技术一直是航天技术进步的基础性技术学科,热防护材料直接决定了可重复使用空天飞行器的性能和寿命。该技术可为未来空天飞行器性能的先进性、可靠性、经济性提供基础保障。

3、核动力航天器及工程应用

空间核动力是太阳系全域探测、行星际空间探测等任务最具竞争力的推进技术之一。核动力航天器及工程应用关键技术的突破,将对现有航天技术产生颠覆性影响,满足对全太阳系探索的需要。

4、面向空间超大型天线结构的在轨增材制造技术

增材制造技术俗称3D打印技术,采用逐层堆积耗材的方式成型。在轨增材制造技术将有效解决未来空间超大型天线系统建设的难题,为超大型空间结构的在轨建设和维护提供有效手段,对推动我国天文观测、空间太阳能发电等领域技术发展与应用具有重要作用。

5、空间碎片清除中的核心技术

空间碎片清除是当前及未来航天任务必须面对的重要问题。发展该项技术,既是保护空间资产、维护人类空间安全和资源的需要,也将促进相关高新技术创新发展。

6、基于深度强化学习的空间操控技术

空间操控技术是航天技术与人工智能技术的交叉领域技术。将深度强化学习应用于飞行器空间操控,有助于优化操控方案,构建具备自进化能力的空间智能体系,有效应对空间各种复杂环境变化。

7、水平起降运载器与组合动力一体化设计技术

水平起降组合动力运载器可成为低成本、高性能、高可靠的天地往返运输工具,水平起降运载器与组合动力一体化设计技术是支撑未来航天运输系统发展与应用的核心技术之一,将大幅提升我国自由进出和利用空间的能力。

8、超大型空间光学装置在轨组装和维护技术

超大型空间光学装置的在轨组装和维护技术是实现超大型空间光学装置的唯一途径,该项技术将突破运载器包络及推进能力的限制,抢占引领后续超大型光学遥感器乃至弹性可重构光学遥感系统跨越式发展,为我国卫星遥感技术发展和在轨服务打下技术基础。

9、与5G/6G技术融合发展的卫星互联网络通信技术

天地信息网络一体化技术直接影响我国太空架构建设和经济社会发展,卫星通信与地面移动通信从5G阶段开始走向融合,未来的6G系统将是天地一体化的信息网络,成为新的经济增长点。

10、航天器与甚大基线阵协同探测技术

甚大基线阵不同于单个射电望远镜,它是通过一个计算中心将相距遥远的射电望远镜、依靠统一的基线形成巨大的射电天线阵。通过航天器探测与地面甚大基线阵的结合,可以实现数万公里以上的虚拟望远镜。该项技术的突破可大幅提高人类对宇宙观察的精度和能力,从而进一步拓展人类视野,正确认识宇宙的起源、现在以及未来发展。[中国航天报]

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