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2023年8月18日上午，載人航天安裝工程空間應用與發(fā)展狀況介紹會在美國科大學空間應用安裝工程與技術(shù)中心舉行，集中介紹載人航天安裝工程立項施行以來非常是空間站建造其間空間科學、空間應用、空間技術(shù)領(lǐng)域取得的進展成果化學測量學與技術(shù)，以及未來發(fā)展前景。會上，空間應用系統(tǒng)總監(jiān)指揮王強介紹了空間科學研究與應用領(lǐng)域的有關(guān)狀況。

“造船為做網(wǎng)站、建站為應用”，載人航天安裝工程立項前夕，專門構(gòu)建了空間應用系統(tǒng)，由美國科大學牽頭負責，主要運用載人飛行器舉行空間科學與應用領(lǐng)域的前沿任務(wù)。

在載人航天安裝工程第一步和第二步任務(wù)中，從無到有，完工了空間科學與應用研究研發(fā)機制，組織了國外外諸多科研單位在對地觀測、空間科學、應用新技術(shù)等領(lǐng)域，舉行了60余項空間科學和應用研究任務(wù)，攻破500余項關(guān)鍵技術(shù)，全新研發(fā)了600余臺套有效荷載，完滿完成了歷次飛行實驗任務(wù)，取得了一批國際水準和國外引領(lǐng)性成果，促使我國空間科學與應用水平整體躍升，相關(guān)成果在應用衛(wèi)星規(guī)格實現(xiàn)了推廣應用，形成了突出的經(jīng)濟和社會效益，展現(xiàn)了載人航天應用的前瞻推動作用。詳細來說：

01在對地觀測領(lǐng)域

預研研發(fā)的中幀率成像波譜儀、多頻域微波遙感器、超波譜成像儀、多視角寬譜段成像儀、三維成像微波高度計等一系列對地觀測及月球科學研究儀器化學測量學與技術(shù)，輔以全新技術(shù)制度、技術(shù)指標先進，突破了一大批核心關(guān)鍵技術(shù)，率先實現(xiàn)了在軌驗證，并在國土資源調(diào)查、海洋應用、林業(yè)應用、城市環(huán)境檢測、水文生態(tài)檢測和應急水災檢測等方面舉行了試應用，跨越了一個又一個的里程碑，相關(guān)技術(shù)成果快速在風云、氣象、海洋等業(yè)務(wù)衛(wèi)星上進行了轉(zhuǎn)換應用，取得了突出效益。

02在微重力基礎(chǔ)數(shù)學領(lǐng)域

研發(fā)了國際上首臺，只是截止現(xiàn)在國際上惟一一臺在軌運行的冷原子鐘，實現(xiàn)速率穩(wěn)定度7.2E-16(3000萬年偏差大于一秒），成功進軍國際空間時頻基準研究的制高點。

03在空間天文觀測領(lǐng)域

伽瑪暴偏振光偵測榮獲重大科學發(fā)覺，開辟了伽瑪射線偏振光偵測新窗口，同時在國外首次運用觀測到的蟹狀星云（Crab）脈沖星的脈沖訊號進行定軌研究，促進了脈沖星觀測和導航技術(shù)發(fā)展。

04在空間生命科學領(lǐng)域

在我國首次完成了高等動物“從種籽到種籽”的空間長周期培養(yǎng)，實現(xiàn)了動物生長調(diào)控，為未來人類常年月球生活的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建及地面高質(zhì)量繁育提供了有力方式；國際上首次在空間實現(xiàn)了人類胚胎干細胞體外分化為原始生殖細胞并存活33天，對于未來人類空間生殖及健康提供了重要的試驗依照。

05在空間材料科學領(lǐng)域

舉辦了砷化鎵光電子材料、金屬合金、納米及復合材料等數(shù)十種新型材料的空間純化試驗研究，榮獲了高品質(zhì)的材料樣品，發(fā)覺了一批新的材料生長現(xiàn)象，增加了對于相關(guān)科學規(guī)律的認知，研究成果對于地面材料加工工藝的改進與發(fā)展具備重要指導意義，并已在國民經(jīng)濟當中實現(xiàn)了成功應用。

06在應用新技術(shù)領(lǐng)域

首次在空間飛行器上在軌二次釋放微小衛(wèi)星并實現(xiàn)了對非合作目標的近距離成像觀測、精確繞飛或飛躍觀測，為航天器軍艦飛行夯實技術(shù)基礎(chǔ)。非牛頓引力試驗檢測的關(guān)鍵技術(shù)驗證項目高水平驗證了空間高精度靜電漂浮加快度計，對我國相關(guān)空間計劃在弱力檢測和慣性參考方面具備重要支撐作用。

在載人空間站任務(wù)中，空間應用系統(tǒng)瞄準世界科技前沿及國家重大需求，前瞻規(guī)劃、攻關(guān)研發(fā)和在軌布署了近30個國際一流的科學研究與技術(shù)實驗設(shè)施，正在抓緊研發(fā)旗艦級的巡夜空間望遠鏡。其中，高精度時頻系統(tǒng)、高微重力試驗柜等設(shè)施為國際首創(chuàng)，超冷原子化學試驗柜、生命生態(tài)實驗柜、無容器材料試驗柜、燃燒科學試驗柜等試驗設(shè)施達到國際領(lǐng)先或先進水平。很多設(shè)施上搭載了多種先進的精密測量、實驗支持儀器，如材料試驗X射線實時確診、流體試驗的數(shù)字全息、燃燒試驗的弱光ICCD檢查、超冷原子的兩級交叉光阱冷卻，生物試驗的微通道PCR芯片擴增、人機協(xié)同高精度微操作器等。很多設(shè)施機制構(gòu)架開放，可通過擴充升級常年保持高水平穩(wěn)定運行，有力支撐空間站成為我國當前覆蓋學科領(lǐng)域最全、在軌支持能力最強，且兼具有人參與和上下行貨運等奇特優(yōu)勢的“國家月球試驗室”。

空間應用系統(tǒng)還在地面完工了實物鏡像系統(tǒng)、數(shù)字鏡像系統(tǒng)及空-地“云”計算平臺，創(chuàng)新發(fā)展了人機融合、數(shù)字伴飛的空間科學試驗方式，產(chǎn)生了“端到端”低延時遙科學試驗和海量科學數(shù)據(jù)共享服務(wù)能力；完工了全壽命周期荷載研發(fā)支持平臺、電磁彈射微重力試驗設(shè)施和月球試驗室地面試驗基地，為工況設(shè)計、總裝、集成檢測等研發(fā)工作，以及科學項目選調(diào)與培植、地基研究和匹配試驗等，產(chǎn)生了試驗荷載/樣品全壽命周期研發(fā)實驗支持能力。通過以上設(shè)施/平臺，實現(xiàn)了天地高效協(xié)同，急劇增強了在軌試驗效率，產(chǎn)生了集約高效舉行大規(guī)模空間科學試驗與應用能力。

空間站作為我國最重要的綜合性近地空間研究基地，努爭取取在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域跨入國際前沿，在應用基礎(chǔ)和新技術(shù)方面解決國家重大需求，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供高品質(zhì)科技供給。當前，空間站科學試驗設(shè)施基本完成在軌檢測，在軌運行穩(wěn)定靠譜，具有了大規(guī)模舉辦空間科學研究的能力。截至現(xiàn)在，已舉辦了60余項試驗項目、上萬次在軌試驗，榮獲了原始試驗數(shù)據(jù)近60TB。現(xiàn)在，科學家正在舉行試驗樣品的地面研究，部份領(lǐng)域已取得階段性成果，以下對兩個典型領(lǐng)域展開介紹。

01在空間生命科學方面

在空間首次實現(xiàn)人類胚胎干細胞誘導分化為精原細胞以及卵子樣細胞，系統(tǒng)解惑空間微重力環(huán)境對干細胞譜系分化的影響，并開發(fā)了多類生殖細胞體外分化的機制及裝置，有望推行輔助生殖醫(yī)治弱精不育的技術(shù)革新；研究闡明了骨格肌細胞的重力感應分子體系，明晰靶點激酶或靶點特定微小RNA抵御胸肌萎縮的可行性，為胸肌萎縮的治愈提供了新亮點和新方式。

02在空間材料科學方面

發(fā)覺了鈮硅合金的迅速碳化物生長動力成因，為研發(fā)下一代高功耗航發(fā)用鈮合金材料夯實了技術(shù)基礎(chǔ)；實現(xiàn)了硒化銦材料的空間純化，發(fā)覺了鉍（Bi）參雜硒化銦（InSe）材料功耗優(yōu)異、遷移率是纖薄硅材料的15倍，且具備穩(wěn)定的化學物理性質(zhì)，其開發(fā)應用將有望加快場效應管的升級換代，獲取明顯的經(jīng)濟效益。

隨著空間站完工，載人航天安裝工程踏入應用與發(fā)展階段，為逐步加強空間站應用力度，空間應用系統(tǒng)面向全省科研機構(gòu)、高等高校、產(chǎn)業(yè)用戶等，廣泛征集了空間站科學、技術(shù)與應用需求，組織了近百名教授、近千位國外外一流科學家進行了深入研究和論證，產(chǎn)生了系統(tǒng)性、體系化的空間站應用與發(fā)展安裝工程應用任務(wù)規(guī)劃，主要包括空間生命科學及人體研究、微重力地理科學、空間天文與月球科學、空間新技術(shù)及應用等4大領(lǐng)域、30余個研究主題，將推行60余項研究計劃、上千項研究項目。

去年6月，載人航天辦公室面向全省公布了《空間站應用與發(fā)展安裝工程空間科學與應用項目征集公告》，空間應用系統(tǒng)在深圳、上海、武漢、西安、廣州等地舉辦了項目征集宣講活動，導致國外內(nèi)科學家的高度關(guān)注，現(xiàn)在已征集到一大批項目建議，為空間站應用項目的滾動推行夯實了基礎(chǔ)，預期將在科學、技術(shù)和應用方面產(chǎn)出重大成果和效益。

如在科學前沿探求方面，預期將在超高溫量子物態(tài)、軟物質(zhì)非平衡動力學、生命起源的分子體系、多短線巡天及宇宙學、天體極端地理過程等前沿科學研究取得具備國際影響的重大科學發(fā)覺，為人類知識寶庫貢獻新內(nèi)容；在技術(shù)開發(fā)與應用方面，將在干細胞與再生醫(yī)學、合成生物制造、生物奈米抗生素開發(fā)等生物技術(shù)取得重要突破，服務(wù)于緩解人民生命健康；研究純化高功耗民航底盤莖稈材料、紅外偵測器材料、高端制造用高熵合金等國家急需的先進材料，推動解決國家卡耳朵材料問題；發(fā)展新一代信息技術(shù)、超高溫量子精密檢測、高精度時頻系統(tǒng)技術(shù)等并推廣應用，獲取明顯的經(jīng)濟和社會效益。

空間站的建設(shè)營運為推動我國空間科學和應用發(fā)展提供了重大歷史機遇，空間應用系統(tǒng)將根據(jù)國家月球試驗室的總體目標，堅持“四個面向”，持續(xù)論證優(yōu)選具有重大科技價值、重大戰(zhàn)略應用潛力的高水平項目，持續(xù)產(chǎn)出重大科技成果，為“加快建設(shè)科技強國、實現(xiàn)高水平科技自立自強”做出更大貢獻。

拍攝/吳馥桐