高能级创新平台巡礼丨全国重点实验室⑥:深空探测全国重点实验室

政务   2025-01-03 17:55   安徽  

深空探测全国重点实验室
平台基本情况

深空探测全国重点实验室依托深空探测实验室、中国科学技术大学和中国科学院国家空间科学中心等三家单位共同组建,2023年1月获批成立。

重点实验室面向世界科技前沿和航天强国战略需求,围绕深空探测领域国家重大科技工程和国际大科学计划,规划国家深空探测事业发展,支撑工程总体技术工作,聚焦新兴技术方向,着力开展战略性、前瞻性、基础性研究,产品研制和大型基础科研设施建设;培育建设由两院院士领衔,以工程“两总”、国家杰青等科技创新人才为骨干,优秀中青年为主要力量的高层次人才队伍;努力实现深空技术能力从地月系到星际系、深空科学原始创新从0到1、深空应用从数据研究到资源利用的重大跨越;打造深空探测领域国家战略科技力量,构建具有国际领导力的人才中心与创新高地。

平台科研布局

重点实验室聚焦深空技术、深空科学、深空资源利用等领域,规划布局深空探测总体、深空能源动力、深空智能控制、深空测控通信、恒星与系外行星、深空基础科学、深空物质资源利用、深空位置资源利用、深空态势感知等核心技术方向。

平台优势功能

(一)面向国家战略

重点实验室面向航天强国战略,紧密结合深空探测领域重大科技工程需求,规划国家深空探测事业发展,支撑月球探测、行星探测、重型运载等领域深空探测重大工程立项论证、总体设计与研制实施,以重大工程牵引国家深空探测领域原始创新。

(二)科研实力雄厚

重点实验室牵头单位为国家航天局主导成立的新型研发机构,与重大工程总体单位协同融合发展,汇聚了多位国家深空探测领域重大工程总师和业务骨干,具有丰富的总体设计和工程实践经验;中国科大、中国科学院国家空间科学中心在基础前沿科学技术研究方面具有雄厚的科研实力和高水平研究团队。

(三)研究方向聚焦

聚焦核心关键技术,开展深空探测领域战略性、基础性、前瞻性研究,实现科学、技术、工程融合发展。例如,深空技术领域聚焦总体技术、能源动力、智能控制和测控通信方向,着力突破大功率空间核动力航天器、深空探测器人工智能控制方法等核心关键技术,引领多学科、多专业融合发展。

(四)开放特色显著

深空探测任务是构建人类命运共同体的重要载体,带有国际合作的天然属性。重点实验室发挥国家级平台引领带动作用,注重加强深空探测领域开放合作,打造国际合作交流、高端人才培养和科技成果转化的重要平台,正在全力推动国际月球科研站大科学工程立项论证,高举国际合作大旗,提出打造“五五五”工程,即吸引五十个国家、五百家科研机构、五千名以上科研人员共同参与。

人才团队情况

重点实验室通过全聘、双聘、柔聘等方式汇聚科研人员200余人,正在持续加强核心领域顶尖人才、青年拔尖人才和急缺关键技术人才等引进,硕博学位占比约90%。

通过签约建设院士(科学家)工作站(室),以及双聘、柔聘等多种方式引进知名院士、专家及其核心团队入驻,联合开展科研攻关。目前,已吸引聚集以刘继忠、唐玉华等8位重大工程任务总师等为核心的领军人才团队;采取内部举荐、外部推荐和人才自荐等方式,从国内外引进杰青等17人,青年千人、海外优青等36人,行业领军、骨干人才48人。

2023年,天问三号工程总设计师刘继忠研究员获评国家卓越工程师,唐玉华副总设计师获评全国五一巾帼标兵,刘洋研究员入选国家万人计划领军人才、中国科学院百人计划,张哲研究员获评中国航天基金会航天贡献奖。

代表性成果

重点实验室成立以来,取得了多项前瞻性、基础性、创新性的研究成果,主要包括:抓总研制的天都通导技术试验星成功完成在轨试验,自主研制国际首台月壤原位3D打印系统、国内首台群针式月壤水冰热提取原理样机等。

(一)天都通导技术试验星。

由重点实验室抓总研制的天都一号、二号地月通信导航技术试验卫星于2024年3月20日在文昌发射升空,首次实现我国月球轨道双星编队飞行,在地月空间导航定位及深空数据传输领域实现重要突破,为未来月球通信导航遥感星座验证了系列关键技术,这也是安徽省首次承担探月工程航天器总体研制工作。

图1 天都一号、二号通导技术试验卫星 

图2 天都二号拍摄地月合影图像

(二)月壤原位3D打印系统。

重点实验室自主研制了国际首台基于聚光太阳能熔融技术的月壤原位3D打印系统原理样机,突破大功率聚光太阳能柔性光纤传输、月壤颗粒高效均匀化输运、月壤致密化熔融成型等关键技术,将月壤作为唯一原材料,不需要从地球携带任何辅料,通过汇聚太阳光,产生聚光能量辐射加热月壤,实现了尺寸精度优于5%的任意形状的自动成型制造,相关技术处于国际领先水平。成果可应用于月面打砖、铺路、建房等场景,为国际月球科研站建设和长期无人自主运行奠定了基础。

图3 月壤原位3D打印系统样机 

图4 3D打印样品

图5 月面规模化建造场景设想

(三)月壤水冰原位热提取系统。
重点实验室自主研制了国内首台群针式月壤水冰热提取原理样机,攻克高强度含冰月壤开挖难、真空逃逸水汽收集难、水冰提取效率低等难题,实施原位钻进含冰模拟月壤并加热产生气态水,随后定向进入冷凝器,转化为可收集的水冰,提取效率高,功耗低,达到国际先进水平。

图6 月壤水冰原位热提取系统 

(四)月球火山地貌多样性成因研究。

重点实验室对月球上最古老大型撞击盆地之一的静海地区小型盾状火山和环形凹陷穹丘(RMSD)的空间分布及相关性、形态学参数测量及统计规律、成因和火山喷发机制等开展研究,提出了静海地区火山地貌多样性的成因模型:即月球早期较薄月壳地质背景下,壳-幔边界岩浆房生长和膨胀机制。增强了对月球火山喷发机理和地貌多样性形成演变的认知,为理解月球内部物质组成、热状态及演化历程提供了重要依据。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院重点部署项目的资助,相关成果发表在Journal of Geophysical Research - Planets期刊。

平台创新需求
深空探测全国重点实验室期待与全国相关领域高等院校、科研机构等单位开展广泛合作,共建联合实验室等科技创新平台。同时,重点实验室也将持续设置开放基金,吸引国内外从事该领域研究的专家学者积极参与,共同为推动国家深空探测事业可持续发展、打造深空探测领域具有国际领导力的人才中心和创新高地贡献力量!

联系方式
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来源:安徽省科学技术厅
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