银河航天02批卫星入选2022年世界科技进展100项

2023-02-28

2022年世界科技进展100项，银河航天02批卫星入选第37项“全球商业航天发展”。关于深空、深海、新空间拓展以及智能、信息、通信的相关内容摘录如下：

深空、深海、新空间拓展

33.银河系中心黑洞的首张照片面世

全球多地天文学家同步公布了一个超大质量黑洞——人马座 A*（Sgr A*）的照片。相关研究成果以特刊形式发表在《天体物理学杂志通讯》上。这是人类“看见”的第二个黑洞（点这里了解这个银河系中心的黑洞），也是银河系中心超大质量黑洞真实存在的首个直接视觉证据。这个超大质量黑洞距离太阳系约2.7万光年，质量超过太阳质量的400万倍。这一成果入选两院院士评选的世界十大科技进展之一。

图｜银河系中心黑洞

34.人类首次成功改变小行星轨道

美国宇航局（NASA）利用双小行星重定向测试（DART）航天器，撞击了一颗近地双小行星系统中较小的小行星——Dimorphos，以期改变其运行轨道。这是世界上首个旨在防御地球免受小行星撞击威胁的测试任务。10月11日，NASA证实这次任务取得成功——DART航天器的撞击，将Dimorphos推向其伴星Didymos，并将前者近12小时的轨道周期缩短了32分钟。据悉，NASA在撞击开始前表示，将轨道周期缩短73秒就代表任务成功。大多数天文学家则预测，撞击可能导致轨道周期缩短10分钟。但该撞击造成的偏斜程度远远大于预期。这也在一定程度上表明，动能撞击是行星防御的可行方法。这一成果入选两院院士评选的世界十大科技进展之一、《物理世界》、《科学》十大突破之一。

图｜小行星轨道

35.绘制出银河系早期形成与演化的图像

基于郭守敬望远镜（LAMOST）和盖亚望远镜（Gaia）的巡天观测数据，研究人员获取了迄今为止最为精确的大样本恒星年龄信息，清晰描绘了银河系幼年和青少年时期的形成与演化图像——130亿年前到80亿年前银河厚盘形成，110亿年前银晕形成，80亿年前至今银河薄盘形成。这一研究刷新了人们对银河系早期形成历史的认知。该研究成果入选2022年度国际十大科技新闻之一。

图｜银河系早期集成和演化图像示意图：138亿年前宇宙大爆炸，130亿年前厚盘开始形成，110亿年前银晕形成，80亿年前至今银河薄盘形成。

36.詹姆斯·韦布空间望远镜顺利入轨并首次传回照片

詹姆斯·韦布空间望远镜是由美国宇航局与欧洲空间局、加拿大航天局联合研究开发，是NASA建造的迄今最大、功能最强的空间望远镜。2022年1月24日顺利进入围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道，并于7月12日正式公布了其拍摄的一批宇宙全彩色照片。此后，韦布空间望远镜还拍摄到距离地球约280亿光年的最遥远恒星的新图像并首次在系外行星上明确探测到二氧化碳。据悉，韦布空间望远镜任务目标主要有4个方面：寻找135亿多年前的宇宙中诞生的第一批星系；研究星系演化的各阶段；观察恒星及行星系统的形成；测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质，并研究其他行星系统存在生命的可能性。这一成果入选两院院士评选的世界十大科技进展之一、《物理世界》、《科学》十大突破之一、《自然》十大科学新闻之一。

图｜詹姆斯·韦布空间望远镜

37.全球商业航天发展

英国国防部发布新版《国防太空战略》，商业技术发展是重要驱动。美国商务部发布更新《2022-2026年战略计划》，该计划战略目标是“推进美国在全球商业航天工业中的领导地位”。商业航天介入军事领域渐成趋势。在俄乌冲突中，美国太空探索技术公司（SpaceX）为乌克兰军队提供了大量“星链”服务。随着冲突演进，从商业成像到无线电信号监测等，商业航天的各种能力都在冲突中得到充分应用。2022年12月3日，SpaceX公司发布“星盾”计划，拟为美国军政部门提供遥感、通信和载荷托管等服务。美国测试商业卫星与军事网络相整合，用于战术和战略通信，将与英国一网（OneWeb）和的SpaceX公司“星链”（Starlink）合作，目的是为了“在北极地区增强通信能力”。美国国家侦察局和英国国防部将在维珍轨道公司的LauncherOne火箭上启动一项联合任务。维珍轨道公司将使用从一架改装的波音747飞机上部署的LauncherOne小型发射平台将九个有效载荷送入轨道。印度太空促进和授权中心(IN-SPACe)已经开始授权印度私人公司发射卫星，标志着印度私人太空发射的开始。IN-SPACe是促进、授权、监测和监督印度非政府私营实体空间活动的政府机构。位于海德拉巴的Dhruva太空公司和位于班加罗尔的Digantara研究和技术公司获得IN-SPACe授权，允许发射有效载荷。2022年3月，中国首次批量研制的六颗低轨宽带通信卫星——银河航天02批卫星成功在西昌卫星发射中心发射，验证了中国具备建设卫星互联网巨型星座所必需的卫星低成本批量研制及组网运营能力，迈出了星地融合网络建设的重要一步。2022年9月，深蓝航天完成中国商业航天首次可重复使用液氧煤油发动机二次起动试车，标志着发动机已具备可重复使用能力。在商业航天基础设施建设方面，中国首个商业航天发射场海南商业航天发射场开工建设。未来宇航正式发布中国首个商业空间飞行器“FutureX未来探索空间飞行器”，为迎接太空经济时代的来临提供了一种全新的太空运输工具。

图｜SpaceX公司发布的“星盾”卫星概念图

38.月亮复兴计划

月球已成为今年太空任务的热门目的地。韩国的Danuri探测器于8月首次发射升空，12月抵达目的地并绕月运行一年。该任务是该国首次超越地球轨道。美国国家航空航天局 (NASA) 备受期待的阿尔忒弥斯计划——旨在在未来几年内将宇航员送上月球——最终启动了与欧洲航天局 (European Space Agency) 的合资企业——名为猎户座的无人太空舱的发射。作为测试该系统是否能够将人安全送上月球的试飞的一部分，太空舱飞越了月球，并于本月安全返回地球。一家日本公司制造的月球飞船本月发射升空。ispace 的M1着陆器的目标是成为明年登陆月球表面的几家私人企业中的第一个。着陆器将携带两辆漫游车，一辆用于阿拉伯联合酋长国，另一辆用于日本宇宙航空研究开发机JAXA。这些漫游车将是两国的首创。该研究入选《自然》十大科学新闻之一。

39.“中国天眼”(FAST)取得系列重要进展

中国研究团队采用原创的中性氢窄线自吸收方法首次获得原恒星核包层中具有高置信度的塞曼效应测量结果；首次提出能够统一解释重复快速射电暴偏振频率演化的机制，为最终确定FRB起源提供关键观测证据；国际合作团队发现迄今唯一一例持续活跃的重复快速射电暴，并确认近源区域拥有目前已知的最大电子密度；FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队，对一例位于银河系外的快速射电暴开展深度观测，首次探测到距离快速射电暴中心仅1个天文单位(即太阳到地球的距离)的周边环境的磁场变化，向着揭示快速射电暴中心引擎机制迈出重要一步；国际团队对致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行成像观测，发现一个尺度大约为200万光年的巨大原子气体结构，比银河系大20倍，这是迄今在宇宙中探测到的最大的原子气体结构。系列成果入选两院院士评出2022年中国/世界十大科技进展新闻之一。

图｜快速射电暴和宿主星系艺术想象图来源：中科院国家天文台

40.太阳探测领域重要科学发现

2022年，多国对于太阳的研究取得显著成果。2022年3月，欧空局发布了号称“有史以来最高分辨率的太阳图像”，由太阳轨道飞行器在距离太阳大约7500万公里的距离拍摄。2022年12月13日，中国公布了“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星若干对太阳的科学观测图像，创下多个国际首次。此外，中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”再获两项重要发现，即同时测量到太阳光球和色球的较差自转以及成功捕捉到一次罕见的X1级大耀斑。2022年12月6日美国国家航空航天局的帕克太阳探测器开始了 24 次计划中的第14次近距离太阳接近，最终到达太阳表面530万英里以内。

图|“夸父一号”发射成功，并发布首批科学图像

智能、信息、通信

量子与通信

81.DARPA“黑杰克”项目成功完成星间激光通信演示

美国国防高级研究计划局（DARPA）“黑杰克”项目的两颗小卫星“曼德拉2号”于近40分钟的试验中成功建立光学链路，在114千米距离内传输了280Gb以上的数据。该演示的成功意义重大，验证了利用商业卫星平台和激光终端建立网状网络的可行性，同时也为美国太空发展局“传输层”的星间光学交叉链路提供了重要技术验证。“黑杰克”项目未来还将进行天地激光通信演示。而在星间激光通信测试取得初步成果后，美国太空发展局亦将尝试进行空间对空激光通信。

82.6G数据传输距离记录翻了三倍

韩国研究人员现在已经创造了6G数据传输的新距离记录。在155和175GHz之间的频率下，该团队在室外传输了超过320m(1050ft)的数据。超过三个比该团队一年前创下的纪录高出数倍。鉴于6G的主要缺点之一是短距离，这一点尤其令人印象深刻。为了解决这个问题，该团队在每一端使用放大器来增强信号。发射器放大器被提升到20分贝-毫瓦(dBm)的输出，从之前的测试中的15dBm提高到15dBm。接收器还配备了一个新的放大器，可降低噪声，从而可以更清晰地接收信号。这些进步使研究人员能够将传输距离推至320米的新纪录。重要的是，这意味着它通过了一个技术里程碑——城市地区的6G基站将相距约250米（820英尺），因此超过在现实世界中部署这些的关键一步。

83.实现100公里的量子通信系统

中国科学家团队首次实现通信距离达到100公里的量子直接通信新系统，这是目前世界上最长的量子直接通信距离，该发现将有助于实现无中继条件下城际量子直接通信。该成果如果得到推广应用，则可以在无中继条件下实现城市之间的点对点量子直接通信，同时可以支撑基于安全经典中继建立的广域量子网络的一些应用。

李万，上海科学院科技发展部部长、研究员；钱娅妮，上海社会科学院研究生。文章观点不代表主办机构立场。