探秘!深空探测实验室

  面向浩瀚无垠的宇宙,人类从未停止探索的脚步。今年初,由国家航天局、安徽省、中国科学技术大学三方共建的深空探测实验室在合肥揭牌。目前,实验室建设进展如何?科研人员正在做着哪些神秘而有趣的工作?跟随科学+工作室一起“探秘”。

  正朝深空技术领域等方向 开展研究

  推动科技进步,探索宇宙未知,深空探测实验室“肩负重任”。

  实验室相关负责人介绍,实验室承担探月工程、行星探测工程等重大科技工程总体技术研究、新兴交叉学科技术研究、空间科学研究等。同时,将论证实施国际月球科研站、太阳系边际探测、小行星防御系统等工程任务及科研项目,研制建设以大科学装置为代表的深空探测领域重大基础设施,培育发起国际大科学计划(工程)和国际重大合作项目。

  “在研究方面目前我们主要有四大方向,涉及深空技术领域、深空科学领域、深空资源利用以及小行星防御。”相关负责人表示,在深空技术领域,实验室将具体开展深空探测器总体设计、深空高效能源动力、深空智能控制、深空超远距离测控通信等技术研究。

  这些研究与当前一些近地的航天技术研究有着显著不同。例如,在控制和通信方面,因为深空探测距离远,任务复杂,“地面”介入少,需研制具备超远距离微弱信号接收能力的相关设施,以此实现远距离测控通信。在能源动力方面,太阳能的发电能力仅为地球附近的1/25,因此,需要开发出更为先进的能源动力技术。

  深空的资源利用也是一项研究重点。

  “深空资源丰富,包括物质资源、位置资源、环境资源等等。”相关负责人介绍,例如月球上有氦-3,这是未来进行核聚变非常好的燃料,通过研究探索,希望这些资源有朝一日能更好地为人类所用。“位置资源也十分重要,比如月球本身就可以作为人类向更远空间去探测的一个中间‘跳板’。这些都是我们需要进一步探索的方向。”

  正开展小行星防御等工程任务论证

  在深空探测实验室正开展的任务中,有许多极具前瞻性的重点工作,例如小行星防御。

  近期热映的电影《独行月球》,以科幻的方式讲述了一个人类抵御小行星撞击的故事。实际上,现实中,一些科学家也认为,6500万年前一颗小行星撞到了地球上,恐龙因此而灭绝。许多人不禁思考,假如今天的地球再次遇到小行星撞击,以如今的科技水平,能躲得过去吗?

  国家航天局副局长吴艳华在今年4月24日中国航天日接受采访时曾表示,我国将着手组建近地小行星防御系统,共同应对近地小行星撞击的威胁,为保护地球和人类安全贡献中国力量。

  这是一项极具前瞻性的系统性工程,深空探测实验室也正“身处”这项重大工程任务中。

  相关负责人介绍,工程前期需要做好充分的准备,例如建立完善的地基、天基小行星监测系统,提升监测能力;研究探索相关的技术和实施途径,对是否能解除小行星威胁进行相关技术研究和攻关。目前,深空探测实验室正开展相关方案论证,梳理关键技术和解决途径。

  计划在月球建立一套通信和导航系统

  与此同时,深空探测实验室还在进行月球通信导航系统建设工程的论证。

  “这项工程主要服务于未来拟建的国际月球科研站。” 相关负责人介绍。未来,宇航员要在月球上开展物质勘探等月表活动,这就必须要清楚自身所处的位置。“我们计划在月球建立一套通信和导航系统,就像现在地球上广泛应用的GPS一样。目前,我们正在开展相关论证工作。”

  此外,深空探测实验室还将研制建设以大科学装置为代表的深空探测领域重大基础设施。“我们已经梳理出了月球科研站地面模拟站、深空极端环境地面模拟实验装置等需求,正在开展相关论证工作。”

  合肥计划建设深空科学城

  深空探测实验室(天都实验室)由国家航天局、安徽省、中国科学技术大学三方共建,总部设在合肥,分部设在北京,今年2月25日,在合肥正式揭牌。今年6月,深空探测实验室(天都实验室)理事会第一次会议以视频方式在北京、合肥两地同步召开,标志着实验室完成各项筹备工作,进入实质运行和全面建设新阶段。

  记者了解到,围绕航天强国建设,深空探测实验室将与国家航天局探月与航天工程中心聚合力量,开展战略性、前瞻性、基础性研究和深空探测重大工程实施。实验室是实现我国深空探测科学、技术与工程融合创新发展的核心团队,是实施国家深空探测领域重大科技工程的骨干力量,是国际合作交流、高端人才培养和科技成果转化的重要平台,将努力打造国家级科技创新平台,成为深空探测领域具有国际领导力的世界人才中心和创新高地。

  “目前,实验室形成了4个业务单元,包括实验室系统研究院、总体技术研究院、未来技术研究院、深空科学研究院。”相关负责人介绍,合肥总部目前位于高新区中安创谷科技园,同时,1万平米和5万平米科研办公场地正在同步开展建设。合肥还计划在大科学装置集中区建设深空科学城,深空探测实验室正在开展具体场馆设施的建设规划论证。

  通过三方共建,实验室将加快形成我国深空探测领域的骨干力量。相关负责人介绍,团队由探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁担任实验室主任。同时,当前实验室主要科研力量均为我国深空探测重大专项(含探月工程四期、行星探测工程、重型运载火箭工程)总设计师系统人员,主体队伍有着丰富的科研和工程经验。

  相关负责人介绍,按照规划,实验室目标在2022年,加速形成深空探测重大科技工程的有效支撑能力;到2025年,深空探测国家级创新平台全面运行;到2035年,建成深空探测领域具有国际影响力的科学研究中心、技术创新中心和国际合作交流中心;到2050年,打造成为深空探测领域具有国际领导力的世界人才中心和创新高地。 合报全媒体记者 刘畅司晨


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