2020年宇航領域科學問題和技術難題發布

文/劉巖 圖/宿東

9月18日，在2020年中國航天大會開幕式暨主論壇上，2020年宇航領域十大科學問題和技術難題，由中國科學院院士、中國航天科技集團有限公司研究發展部部長王巍現場發布，以助力研判航天科技發展趨勢、識別并攻克技術難點、推進航天智庫建設。

這些科學問題和技術難題是由中國航天大會學術委員會的院士、專家，以“面向2050年對航天技術發展具有導向作用；對航天技術或產業創新具有關鍵作用；切中航天技術發展重點和要點，具有代表性”為重要評判標準，對宇航領域科學問題和技術難題征集活動中所提交的材料進行審慎評議，最終確定的。

2020年宇航領域科學問題和技術難題內容如下，排名不分先后。

▲ 2020年中國航天大會開幕現場

外日球層與星際空間的環境特性及其相互作用

日球層主要是受太陽風和太陽磁場控制的區域，外日球層與星際空間是人類從未探索過的嶄新領域，了解其環境特性、揭示太陽風與星際介質的相互作用規律與機理等科學問題，對于人類認識太陽系家園、推動空間技術跨越式可持續發展意義重大。

可重復使用空天飛行器熱防護材料及壽命預測

材料科學技術一直是航天技術進步的基礎性技術學科，熱防護材料直接決定了可重復使用空天飛行器的性能和壽命。該技術可為未來空天飛行器性能的先進性、可靠性、經濟性提供基礎保障。

核動力航天器及工程應用

空間核動力是太陽系全域探測、行星際空間探測等任務最具競爭力的推進技術之一。核動力航天器及工程應用關鍵技術的突破，將對現有航天技術產生顛覆性影響，滿足對全太陽系探索的需要。

面向空間超大型天線結構的在軌增材制造技術

增材制造技術俗稱3D打印技術，采用逐層堆積耗材的方式成型。在軌增材制造技術將有效解決未來空間超大型天線系統建設的難題，為超大型空間結構的在軌建設和維護提供有效手段，對推動我國天文觀測、空間太陽能發電等領域技術發展與應用具有重要作用。

空間碎片清除中的核心技術

▲ 中國科學院院士、中國航天科技集團有限公司研究發展部部長王巍現場發布2020年宇航領域十大科學問題和技術難題

空間碎片清除是當前及未來航天任務必須面對的重要問題。發展該項技術，既是保護空間資產、維護人類空間安全和資源的需要，也將促進相關高新技術創新發展。

基于深度強化學習的空間操控技術

空間操控技術是航天技術與人工智能技術的交叉領域技術。將深度強化學習應用于飛行器空間操控，有助于優化操控方案，構建具備自進化能力的空間智能體系，有效應對空間各種復雜環境變化。

水平起降運載器與組合動力一體化設計技術

水平起降組合動力運載器可成為低成本、高性能、高可靠的天地往返運輸工具，水平起降運載器與組合動力一體化設計技術是支撐未來航天運輸系統發展與應用的核心技術之一，將大幅提升我國自由進出和利用空間的能力。

超大型空間光學裝置在軌組裝和維護技術

超大型空間光學裝置的在軌組裝和維護技術是實現超大型空間光學裝置的唯一途徑，該項技術將突破運載器包絡及推進能力的限制，搶占引領后續超大型光學遙感器乃至彈性可重構光學遙感系統跨越式發展，為我國衛星遙感技術發展和在軌服務打下技術基礎。

與5G/6G技術融合發展的衛星互聯網絡通信技術

天地信息網絡一體化技術直接影響我國太空架構建設和經濟社會發展，衛星通信與地面移動通信從5G階段開始走向融合，未來的6G系統將是天地一體化的信息網絡，成為新的經濟增長點。

航天器與甚大基線陣協同探測技術

甚大基線陣不同于單個射電望遠鏡，它是通過一個計算中心將相距遙遠的射電望遠鏡、依靠統一的基線形成巨大的射電天線陣。通過航天器探測與地面甚大基線陣的結合，可以實現數萬公里以上的虛擬望遠鏡。該項技術的突破可大幅提高人類對宇宙觀察的精度和能力，從而進一步拓展人類視野，正確認識宇宙的起源、現在以及未來發展。