星空浩瀚無比，探索永無止境。在4月24日的2021年中國航天大會上，中國宇航學(xué)會發(fā)布2021年宇航領(lǐng)域科學(xué)問題和技術(shù)難題。

這些問題包羅萬象：太陽磁場周期性反轉(zhuǎn)與太陽全球磁場探測、星系生態(tài)環(huán)境中的反饋效應(yīng)及“重子缺失”問題、利用太空原位資源實(shí)現(xiàn)人類長期地外生存、空間準(zhǔn)絕對零度超低溫?zé)峁芾砑夹g(shù)、可重復(fù)使用液體火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)、基于核聚變推進(jìn)系統(tǒng)的空間飛行器設(shè)計(jì)技術(shù)、大空域跨速域高超飛行器氣動布局設(shè)計(jì)方法與技術(shù)、吸氣式高速飛行器內(nèi)外流耦合聲振環(huán)境評估與預(yù)示技術(shù)、地球同步軌道星地全天時安全通信技術(shù)、空間高壓大功率發(fā)電與電力管理技術(shù)。

“在科技創(chuàng)新活動中，尤其是原始創(chuàng)新活動，提出問題比解決問題顯得更為關(guān)鍵。”2021年宇航領(lǐng)域科學(xué)問題和技術(shù)難題的發(fā)布人，中國科學(xué)院院士、中國航天科技集團(tuán)有限公司研究發(fā)展部部長王巍表示。

太陽活動周期本質(zhì)上是由太陽磁場的周期性反轉(zhuǎn)引起的，太陽磁場問題進(jìn)一步制約著太陽物理學(xué)科的發(fā)展。缺乏觀測數(shù)據(jù)是問題難以解決的關(guān)鍵，需要太陽物理和現(xiàn)代航天技術(shù)相結(jié)合，打開突破的大門。

在星系演化過程中存在著超新星爆發(fā)或黑洞噴流對環(huán)境的反饋效應(yīng)，由于缺乏觀測手段，其物理過程仍不確知。設(shè)法精細(xì)觀測該效應(yīng)產(chǎn)生的熱氣體是解開“重子缺失”之謎的關(guān)鍵，對理解星系演化、促進(jìn)宇宙學(xué)發(fā)展具有重大意義。

太空原位資源利用技術(shù)是人類通過勘測、獲取和利用地外天體的天然或廢棄資源，走出地球、邁向深空并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。這一技術(shù)突破將催生地外天體采礦、太空制造和太空移民等新興領(lǐng)域。

空間準(zhǔn)絕對零度是指無限接近熱力學(xué)的最低溫度，是粒子動能低至量子力學(xué)無限接近最低點(diǎn)時物質(zhì)的溫度。空間準(zhǔn)絕對零度超低溫?zé)峁芾砑夹g(shù)是面向宇宙微弱信號超高靈敏度探測感知亟需的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)突破將對探測宇宙微弱信號，了解宇宙起源和探尋外星生命具有重要意義。

重復(fù)使用航天運(yùn)輸系統(tǒng)是航天運(yùn)輸技術(shù)的重要發(fā)展方向，可重復(fù)使用液體火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)是其關(guān)鍵支撐技術(shù)。該技術(shù)將為我國可重復(fù)使用航天運(yùn)輸系統(tǒng)研制打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，大幅提升我國進(jìn)出空間和控制空間能力。

基于核聚變推進(jìn)系統(tǒng)的空間飛行器是通過核聚變反應(yīng)獲得大推力進(jìn)行深空飛行探測的飛行器，具有高比沖、大推力、長壽命等顯著特點(diǎn)。這一技術(shù)將大幅提升空間飛行器的性能，是人類進(jìn)入月球以遠(yuǎn)太陽系的重要技術(shù)保障。

大空域跨速域高超飛行器氣動布局設(shè)計(jì)方法與技術(shù)需適應(yīng)大范圍的飛行空域及速域變化要求，是氣動設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和難點(diǎn)，也是跨速域高超飛行器所面臨的重大共性基礎(chǔ)問題。該技術(shù)的突破將大幅拓展高超飛行器的活動范圍。

吸氣式高速飛行器內(nèi)外流耦合聲振環(huán)境技術(shù)的研究將建立精確的評估與預(yù)示方法，是保障吸氣式高速飛行器實(shí)現(xiàn)寬速域、多空域靈活機(jī)動飛行的重要基礎(chǔ)。該技術(shù)突破對于新型吸氣式航天運(yùn)輸系統(tǒng)及工程應(yīng)用具有重要意義。

地球同步軌道星地全天時安全通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)天地一體化保密通信的重要技術(shù)，是未來保障信息安全的重要手段，在金融等安全等級高和保密時效長的領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。

空間高壓大功率發(fā)電與電力管理技術(shù)是突破人類大規(guī)模探索太空和利用太空資源瓶頸、支撐未來超大型航天器發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)突破將推動載人登月、月球基地建設(shè)開發(fā)、深空探測、空間太陽能電站等重大空間任務(wù)的發(fā)展。(記者 金鳳 張曄)