我們的征途是星辰大海

杏花

2020 年11 月24 日4 時30 分12 秒，我國在文昌航天發射場，使用“長征”五號遙五運載火箭，將“嫦娥”五號探測器順利送入地月轉移軌道，發射成功！“嫦娥”五號將開始歷時23 天的探月之旅。這是中國探月工程的第六次任務，也是我國航天領域迄今最復雜、難度最大的任務之一。

嫦娥探月工程歷經16 年贏得了成功。在這種激動人心的時刻，我們也要認識到這其中凝聚了無數航天人的辛勤付出，更涉及了許多學科。如果我們也想在未來成為一名中國航天人，追逐星辰與大海，那么該從哪些學科學起呢？

從“嫦娥”五號探測器本身來看，它由四部分組成，從上到下依次是上升器、著陸器、返回器和軌道器，這四個器的功能從名字上大致就能理解：上升器主要攜帶樣品從月球表面起飛;著陸器要在月球表面著陸;返回器的功能是攜帶月球的樣品返回地球;軌道器主要承擔各個不同的軌道上飛行的功能。

從任務的操作來看，月面采樣、月面上升、交會對接、高速再入返回地球是最新、最關鍵的技術環節。落月后，探測器將在月面工作2 天，通過機械臂表取和鉆具鉆取兩種方式，計劃采集月球樣品約2 千克。

通過以上分析，可以了解到月球探測工程是涉及工程和科學兩個方面的系統工程。火箭、探測器、月球車等屬于工程領域，更偏向“技術”層面，即如何“做到”，如何“實現”。而上了月球，采集月球巖石和土壤樣本回來之后，了解月球的物質組成，了解月球表層結構、構造，推演月球演化歷史等，就是“科學”的任務了。這些聯系到我國大學本科學科目錄，其實就可以簡單地劃分成工學和理學的概念。那么有哪些專業與此有關呢？

航空航天類：飛行器設計與工程等

我們先來了解一下航空與航天。

所謂航空，是指飛行器（如飛機、氫氣球、熱氣球、飛艇等）在地球大氣層內的航行活動。航天則指飛行器（如運載火箭、載人飛船、各型衛星、導彈武器系統、深空探測器等）在大氣層外宇宙空間的航行活動。如果覺得有點繞的話，不妨想想“南方航空公司”和“國家航天局”命名的不同，就很容易理解了。

考生在報考前，一定要明確這個專業的研究對象。當然，無論研究的是航空飛行器還是航天飛行器，該專業對考生的數學、物理成績要求都較高，在學習過程中都要掌握理論力學、材料力學等和飛機相關的力學基礎，要學會車削刨磨等生產工藝。

以西北工業大學為例，該校的航空學院和航天學院均設置有飛行器設計與工程本科專業。以下是對該校該專業的簡單介紹。

1. 飛行器設計與工程（航空學院）：該專業下設航空飛行器設計、空氣動力學、航空結構工程、飛行器環境與生命保障工程、民航工程、飛行器適航與安全等多個方向，培養能從事飛行器總體設計、空氣動力學分析及設計、結構設計、結構強度分析及試驗、飛行器適航與安全性設計分析、飛行器人機與環境系統設計分析、飛機維修保障技術和故障診斷、航空維修性設計與管理，以及通用機械設計及制造等工作的專業人員。

2. 飛行器設計與工程（航天學院）：該專業在戰術導彈武器系統的設計與研發方面具有傳統優勢，在空天飛行器、航天運載系統以及空間機動與操作技術的基礎理論及工程應用研究方面具有特色和優勢。圍繞制導武器、運載火箭、航天器、空天飛行器等的研制和設計需求，該專業劃分為兩個專業方向：①總體及結構設計技術;②飛行力學和控制技術。方向一涵蓋新概念航天飛行器、飛行器多學科優化設計、武器系統分析與設計、先進材料和結構技術、飛行器結構力學分析與設計等;方向二涵蓋飛行動力學與控制、軌跡規劃與制導、飛行仿真、空天機動與操作、空氣動力學與氣動彈性力學等。

就業方面，航空航天類專業的對口就業率比較高。從歷年來畢業生的就業去向來看，除了繼續讀研深造，大部分畢業生在航空、航天、兵器等領域的飛行器設計研究所、飛行器制造公司、民航公司、軍隊及其他相關企業從事航空和航天飛行器設計與研究、飛行器控制、飛行器信息處理與傳輸等方面的研發工作，或在飛行器制造、維護及生產第一線從事飛行器的設計制造、試驗、運行管理和經營銷售等方面的應用研究、技術開發工作。航空航天對口研究院所對畢業生的學歷和能力要求比較高。

此外，由于航空航天科技與電子、機械、汽車、通信、氣象、能源、探測等領域密切相關，因此也有部分畢業生往上述領域發展。

專家提醒

由于航空航天類專業屬于高精尖領域且行業特色性極強，所以建議學生本科畢業后繼續深造，考研甚至是讀博。

材料類專業：材料科學與工程、高分子材料科學與工程等

從地球飛到月球，“嫦娥”五號到底穿了什么衣服？中科院上海硅酸鹽研究所特種無機涂層重點實驗室，主要從事與航天器相關的各種熱控涂層、熱防護材料的研究開發。簡單來說，就是給航天器“做衣服”。這“衣服”不管外部的條件變化多么劇烈，都能使航天器內部維持在一定的溫度范圍，保證艙內儀器設備正常工作。相關專業有材料科學與工程、高分子材料科學與工程。

◇ 材料科學與工程 ◇

[專業簡介]

材料科學與工程專業是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。

構成材料性能結構的因素主要是其化學結構，因此化學是研究材料性能的基礎。材料的進一步加工、改性、塑性等都離不開化學和物理學。從材料科學與工程專業所學的課程中就能看出——無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、固體物理、材料物理、材料力學……其專業課程很多都與化學和物理相關。

因此這是一門以材料學、化學、物理學為基礎，理科和工科相結合的專業，由傳統的冶金學、陶瓷工程學、凝聚態物理學、化學等學科匯集而成。

[主要課程]普通物理、物理化學、材料物理化學、無機化學、有機化學、分析化學、量子與統計力學、固體物理、材料學導論、材料科學基礎、材料物理、材料化學、材料力學、現代材料測試方法、材料工藝與設備、計算機在材料科學中的應用等。

[就業方向]

1. 就業范圍比較寬泛，就業不難。從學科交叉的角度來看，材料學科涉及的范圍很廣，在鋼鐵、機械、化工、能源、生物等領域都需要材料專業發揮其基礎性作用，因此，化學纖維、塑料、橡膠、涂料、復合材料、膜分離材料、電子材料等領域都需要該專業的人才。畢業生主要從事材料制備、材料加工成型、材料結構與性能研究等工作。

2. 就業方向與專業方向相關。一般來說，金屬方向多進入鋼企和相關研究院。高分子及非金屬方向多進入陶瓷、玻璃、涂料、家電等行業的大型國企、軍工、民企和科研院校。偏應用的材料加工和其他一些研究方向的畢業生，找工作時相對容易一些。比較有“錢途”的材料領域有石墨烯、鋰電陽極材料以及太陽能電池材料，而偏理論研究的材料物理和材料化學本科就業不盡如人意，適合進一步深造。

◇ 高分子材料科學與工程 ◇

[專業簡介]高分子材料即高分子量化合物構成的材料。高分子材料并沒有人們想象中的那樣“高大上”，塑料、橡膠、纖維這些和我們日常生活緊密相連的材料就是高分子的三大合成材料。生活中到處有高分子，包括飲用水的水處理、醫藥中部分口服藥品外面的那張膜、微電子電路板里面的絕緣材料和光刻膠等，都是高分子系材料。

[就業方向]高分子材料科學與工程專業的畢業生就業面較廣，塑料、纖維、橡膠、涂料、黏結劑功能分子等生產企業均可以就業，同時也可以選擇利用高分子材料生產各種產品的企業。

電子信息類專業：人工智能、通信工程等

此次探月任務中，著陸器身上安裝的“巖心鉆探機”和“機械臂”等多樣化采樣工具完成月巖和月壤的自動采樣，而后送至上升器的器具中封裝保存。“嫦娥”五號直接影響自主采樣任務成敗的表取采樣視覺信息處理系統，是由西安交大人工智能學院鄭南寧院士指導下的視覺信息處理與應用國家工程實驗室空間視覺團隊完成的。涉及的專業有人工智能、通信工程等。

◇ 人工智能 ◇

[專業簡述]人工智能的定義多種多樣，站在不同的角度給出的概念也不同，例如，在具有計算能力的同時，還具有某種創造性的處理功能（計算機的自主思維），即“人工智能”通過學習，能夠做到舉一反三;可以對人的意識、思維的信息過程進行模擬，不是人的智能，但能像人那樣思考，也可能超過人的智能，等等。

[主要課程]人工智能導論、程序設計原理、數據結構、計算機組成原理、計算機網絡、算法設計與分析、操作系統原理、數據庫原理、知識工程、機器學習、矩陣分析、模式識別、人工智能程序設計、認知科學導論、神經網絡與深度學習、計算機視覺、自然語言處理、數據挖掘、大數據技術、語音信息處理、智能無人系統、智能機器人、智能芯片設計、類腦智能、群體智能。（天津大學官網上有關人工智能專業的主要課程）

[就業方向]人工智能的迅猛發展，給這個專業的畢業生帶來了大量的就業機會。可以預見的是，該專業學生畢業后的發展口徑會比較寬廣。畢業生可在人工智能領域從事機器學習、計算機視覺、知識計算、深度推理、群智計算、混合智能、無人系統、虛擬現實、自然語言理解、智能芯片等方面的研究、設計、開發及管理等方面的工作，還可從事智能制造、智能城市、智能金融、智能教育、智能司法等相關領域的工作。

◇ 通信工程 ◇

[專業簡述]通信是指通過某種媒介進行的信息傳遞。通信的基本問題就是在彼時、彼地精確和近似地再現此次、此地發出的消息。因此，本專業研究信息產生的來源、信息傳輸的方式及信息的接發設備。

[主要課程]

通信工程專業橫跨電子、計算機兩大學科，所學課程也兼有兩者的特點。如信號處理、高頻電路、電路原理等課程屬于電子學科，而數據結構、操作系統、數據庫等課程則屬于計算機學科。

專業基礎課一般包括電路理論與應用的系列課程、計算機網絡與通信、軟件技術基礎、寬帶交換技術、信號與系統、電磁場理論、數字系統與邏輯設計、數字信號處理、通信原理、衛星通信等。

[就業方向]通信工程專業的就業面比較廣，畢業生主要在信息和通信技術相關企業，如移動、聯通、電信、華為、中興等以及互聯網、銀行、電力、交通、航空航天等行業從事通信系統與工程的設計、集成及開發等工作。從就業類型上來說主要有兩個大的方向，一個是軟件方向，一個是硬件方向。軟件如開發、網絡的設計、應用軟件的編譯等;硬件方面主要是進入電子通信器件一類的公司。

專家提醒

根據相關機構預測，到2023 年，中國AI 市場規模將達到7000 億元，2018—2023 年復合增長率超過28%。人工智能的元素在人們的生活中越來越多，這就為它的市場開拓奠定了基礎。目前人工智能專業比較火，學生報考的積極性很高，同學們要結合自己的成績與興趣愛好來選擇報考。

機械類專業：機械設計制造及其自動化等

“嫦娥”五號同時還有著陸器著陸緩沖機構、多探測器系統的力學分析等關鍵技術難題工作，為確保“嫦娥”五號圓滿落月返回提供技術支撐。在整個過程中我們看到許多的機械設備，這其中離不開與機械工程相關的學科知識。相關專業有機械設計制造及其自動化（機械工程）。

機械設計制造及其自動化專業和機械工程專業同屬于機械大類。從學科角度來看，機械工程本身為一級學科，機械設計制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論都是其下的二級學科。因此，機械工程的外延要大，涵蓋面更廣。但實際上，作為本科專業的機械設計制造及其自動化和機械工程，從某種意義上可以說僅僅是名字不同而已。高校一般要么開設機械設計制造及其自動化專業，要么開設機械工程專業，不會同時開設。

[專業簡述]

機械設計制造及其自動化（機械工程）專業主要培養的是機械工業裝備的設計開發及集成應用方面的相關人才。

從字面上看，可以知道機械設計制造及其自動化（機械工程）專業的學習內容至少包括三個：機械設計、機械制造和機械自動化，即行業里簡稱的機設、機制、機電。

不少人對機械的認識還停留在轟鳴的車間，認為機械工程是“簡單”又“機械”的專業，沒有什么科技含量;從事機械行業又苦又臟又累……事實上，隨著機械、電子、信息、材料等方面知識和成果的相互滲透、融合和衍生，機械工程也涉及很多尖端前沿、精密和復雜的技術，神舟飛船、嫦娥登月艙、航空母艦、蛟龍號深海探測器、機器人……都是機械工程的典型作品。

[主要課程]

專業課一般包括機械設計基礎、電工與電子技術、微型計算機原理及應用、機械工程材料、制造技術基礎、數字邏輯電路、計算機繪圖、控制工程基礎、傳感器與測試技術等。

[就業方向]

1. 機械設計人員，一般從事新產品的開發、調試、圖紙的繪制等工作，這類工作對畢業生的要求比較高，最好能有碩士學歷，能熟練運用建模、分析、出圖軟件。

2. 機械制造人員，一般要處理零件制造用什么材料最合適、各個工藝流程怎么安排會使機器得到更合理的利用等實際問題，完成工藝規程的編制與實施工作。

3. 機電人員，一般是為企業的生產與輔助設備提供維護、維修等技術方面的現場技術支持。這類工作需要一定的技術含量和實踐經驗。

4. 銷售人員，從事相關行業機械類產品的銷售和客服工作。機械專業畢業生具備機械專業方面的相關技術知識，從事銷售工作會更有優勢。

專家提醒

相對來說，機械類專業的起薪比不上IT 和金融這些大熱門，但機械行業實踐性強，看重經驗技術，當經驗和技術都積累到一定階段，可以做一些技術含量高的工作時，各方面待遇就會比較好。

“上九天攬月”，一直都是中國人深刻在骨子當中的一種精神，表明了只要能夠勇敢地去追逐，就一定能夠實現夢想。如今，能夠從月球上面帶回土壤，說明了我國的航天事業已經取得了突破性的進展。這一過程涉及了大量的世界上最為先進的技術，而這些技術的掌握，正是無數科研工作者努力學習、努力奮斗的成果。