中國深空探測邁向更深更遠處

　　火星全球影像圖、深空科學城、鵲橋試驗衛星……4月24日，第八個中國航天日給公眾帶來不少驚喜。這些驚喜背后有哪些故事？蘊含了怎樣的科技實力？我國深空探測當前還有哪些問題難題需攻克？《中國科學報》就此采訪了相關專家。

　　首個國產“全火圖”出爐

　　這個航天日最亮眼的成果莫過于國家航天局和中國科學院聯合發布的“全火圖”——首個“國產”火星全球彩色影像圖。

　　2020年7月23日，天問一號探測器成功進入預定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了中國自主開展行星探測的第一步。“全火圖”是中國火星探測的一個重磅成果。

　　天問一號任務環繞器中分辨率相機于2021年11月至2022年7月，歷時8個月，實施了284軌次遙感成像，對火星表面實現了全球覆蓋。地面應用系統對獲取的14757幅影像數據進行處理后，得到了火星全球彩色影像圖。

　　“所謂軌次，即探測器環繞火星一圈。”深空探測實驗室系統研究院高級工程師李佳威向《中國科學報》解釋。科學家按照制圖標準，分別制作了東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖和墨卡托投影加方位投影圖3種影像圖，空間分辨率為76米。這些圖像將為開展火星探測工程和火星科學研究提供質量更好的基礎底圖。

　　“我們制作的高分辨率火星全球影像圖，可以為后續開展遙感數據影像提供精確的地理基準，便于科學家更好開展火星全球地質地貌研究。”他說。

　　深空科學城打造科技“綠洲”

　　同一天，在位于合肥的中國航天日主場活動上，安徽省發布深空探測實驗室深空科學城概念性設計規劃。

　　2022年12月，國家航天局、安徽省人民政府、中國科學技術大學三方聯合組建深空探測實驗室。為了保障深空探測實驗室發展和國家重大工程、重點任務實施，深空科學城規劃建設啟動。

　　“深空科學城旨在加速打造國家級戰略科技力量，推動航天技術新突破，促進重大科學發現，加快實現我國深空探測發展戰略目標。”深空探測實驗室質量技術部規劃主管高倩表示。

　　據悉，深空科學城規劃地點位于合肥“未來大科學城”核心區，彰顯“科技、安全、生態、國際化”理念，以“深空探測”為主題，營造交互共融的科技“綠洲”，集科研“圣地”、田園耕地、旅游勝地于一體。

　　深空科學城將打造世界一流的深空探測綜合性研究基地，圍繞深空技術、深空科學、深空資源、深空安全四大領域12個研究方向，支撐和實施國家重大科技工程。園區分為8個功能區，重點布局大科學裝置，建設深空戰略研究與體系中心等核心設施；培育國際大科學工程，推動共建國際月球科研站；建設集科學、技術、工程、科普于一體的創新高地；搭建科技成果落地和新興產業發展平臺，建成具有國際影響力的科創中心和人才高地。

　　“天上都會”開啟探月新征途

　　在中國航天日主場活動啟動儀式上，計劃搭載鵲橋二號中繼星任務發射的兩顆鵲橋通導技術試驗衛星分別被正式命名為“天都一號”“天都二號”。

　　“鵲橋中繼星是地球與月球探測器之間的橋梁。”深空探測實驗室總體技術研究院研究員陳曉解釋，我國未來探月工程及全球月球探測發展趨勢對月球的通信、導航、遙感服務提出了迫切需求。

　　“天都一號”“天都二號”由深空探測實驗室牽頭研制，重量分別為61千克和15千克，擬于2024年隨鵲橋二號中繼星任務發射，擇機分離后，采用星地激光測距、星間微波測距方式開展環月軌道高精度定軌等技術驗證，為未來鵲橋通導遙星座系統論證實施提供設計參考。

　　雙星的命名源自安徽黃山主峰天都峰，有“天上都會”之意，也寓意我國深空探測事業扎根江淮大地，不斷向更高更遠的深空邁進。

　　那么，和地球衛星相比，鵲橋通導遙星座系統如何工作？陳曉解釋，該系統類似于月球版的北斗導航系統，通過發射運行于月球附近的人造衛星星座，為月面和環月用戶提供中繼通信、導航及遙感服務。

　　但與北斗導航系統不同的是，在月球附近，受地球引力影響，該系統的衛星軌道動力學更復雜；由于月球衛星距離地球更遠，其通信鏈路信號更弱；該系統的服務對象不同于地球用戶，因此對星座設計、運行控制等都提出了更高要求。

　　2023年宇航領域科學問題和技術難題公布

　　當天，國家航天局公布，目前，中國已向法國贈送了1.5克科學用月球樣品，向俄羅斯贈送了1.5克科學用月球樣品。這些月球樣品均來自2020年12月中國嫦娥五號任務從月球正面風暴洋東北部天船基地獲取的鉆取樣品和表取樣品。

　　迄今，已有澳大利亞、俄羅斯、法國、美國、英國及瑞典等國科學家參與了中國月球樣品的科學研究。

　　隨著中國深空探測不斷邁向更深更遠處，中國與世界各國開展航天交流合作，推動在外空領域構建人類命運共同體的步伐將更加穩健。與此同時，我國深空探測仍需攻堅克難，不斷解決前進路上的“卡脖子”問題。

　　4月24日，在2023年中國航天大會主論壇上，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發布了2023年宇航領域科學問題和技術難題。

　　這些科學問題和技術難題包括極低軌道多源動力學耦合效應和演化機理、長期地外生存中的藥物干預機理、地外天體表面電站用超小型反應堆能源技術、軌道工廠構建及運行技術、空間站腦網絡長期在軌實時監測及調控技術、重復使用運載器動力系統健康監測及壽命評估技術、2500攝氏度以上超高溫環境下的熱承載材料技術、計算光學高維遙感突破航天光學遙感探測極限、基于核動力的載人火星快速往返技術、基于深度學習的航天器在軌飛行遙測數據挖掘分析技術。