更新时间：2025年09月08日
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k8凯发20周年|水母网论坛|太空挖矿、星际旅行还远吗？中国科学家：正在研究

　　编者按星空浩瀚无比ღ★ღ，探索永无止境ღ★ღ。中国科学家正以创新为楫ღ★ღ，向星海而行ღ★ღ，努力拓展人类认知边界ღ★ღ。在近期举行的香山科学会议两场专题学术讨论会上ღ★ღ，专家学者围绕空间科学前沿ღ★ღ、冰巨星探测等科学问题展开深入研讨ღ★ღ。星际旅行现实吗？寻找系外宜居行星有哪些难题？探测海王星面临什么挑战？……本版特别撷取会议精华ღ★ღ，呈现我国空间科学研究动态ღ★ღ，以飨读者ღ★ღ。

　　“人类的祖先曾经是生活在树上的猿猴ღ★ღ，但有一些不安分的猿猴想看看地面上的生活是什么样的ღ★ღ，于是它们来到地面ღ★ღ，慢慢学会了行走ღ★ღ，创造了工具ღ★ღ，演变成人ღ★ღ。而留在树上的猴子还是猴子ღ★ღ。”在日前举行的香山科学会议第775次学术讨论会上ღ★ღ，中国科学院院士ღ★ღ、中国科学院国家空间科学中心主任王赤说ღ★ღ，“同样ღ★ღ，人类要发展ღ★ღ，终须奔向太空ღ★ღ。”

　　在香山科学会议上ღ★ღ，王赤说ღ★ღ，我国空间科学研究将聚焦“极端宇宙”“时空涟漪”“日地全景”“宜居行星”“太空格物”五大科学主题ღ★ღ。

　　中国科学院院士ღ★ღ、中国空间技术研究院研究员杨孟飞介绍ღ★ღ，围绕五大科学主题ღ★ღ，我国梳理了月球探测ღ★ღ、太阳探测ღ★ღ、太阳系内（不含月球）探测ღ★ღ、太阳系外探测ღ★ღ、空间科学实验5个方向重点任务ღ★ღ，归纳形成了航天器总体ღ★ღ、能源ღ★ღ、动力ღ★ღ、测控通信ღ★ღ、导航制导与控制ღ★ღ、热技术ღ★ღ、制造与建造k8凯发20周年ღ★ღ、载荷ღ★ღ、生命保障以及空间人工智能十方面前沿技术问题ღ★ღ。

　　“在我国探月工程四期后续任务中ღ★ღ，嫦娥七号将在极区探冰ღ★ღ，嫦娥八号将开展月球资源原位利用技术验证ღ★ღ。这些任务意义重大ღ★ღ。”中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室研究员姚伟认为ღ★ღ，太空探索的重点已经由探测逐步转向开发利用阶段ღ★ღ。

　　地外天体资源开发利用不仅能为可持续太空探索提供支撑ღ★ღ，使人类具备脱离地球的生存能力ღ★ღ，而且有望催生太空新经济ღ★ღ，为解决资源匮乏K8凯发娱乐ღ★ღ，ღ★ღ、环境污染等全球性问题提供思路和方法ღ★ღ，为地球可持续发展注入动力ღ★ღ。航天大国ღ★ღ、国际组织ღ★ღ、科学界纷纷提出开发利用地外天体资源的计划和设想ღ★ღ。美国发布阿尔忒弥斯计划ღ★ღ，拟在月球上演示生产水ღ★ღ、燃料和其他供应品ღ★ღ，以及建造设施的能力ღ★ღ；欧洲提出太空资源战略ღ★ღ，将以原位资源利用实现月面长期生存为愿景实施相关计划ღ★ღ；我国科学家提出“月球园区”“天工开物”等计划ღ★ღ，规划了一系列月球资源利用和小天体资源开发等任务ღ★ღ。

　　按计划ღ★ღ，我国将以建成月球园区并实现长期运行为目标ღ★ღ，分“勘”“建”“用”三步ღ★ღ，实现月球表面大规模ღ★ღ、长周期ღ★ღ、高效益资源开发利用及科学研究ღ★ღ。姚伟认为水母网论坛ღ★ღ，这需要建设科研ღ★ღ、生活ღ★ღ、产业开发k8凯发20周年ღ★ღ、基础配套等设施ღ★ღ，对规模化资源开发利用提出了很高要求ღ★ღ。首要目标是构建一个综合开发补给站ღ★ღ，在月面实现太阳能ღ★ღ、水冰ღ★ღ、星壤等资源的原位综合利用ღ★ღ，获取水ღ★ღ、氧ღ★ღ、燃料ღ★ღ，以及提升设施构建能力ღ★ღ。

　　其中ღ★ღ，水冰资源开发需要解决的突出问题ღ★ღ，是如何在冷黑ღ★ღ、真空k8凯发20周年ღ★ღ、低气压ღ★ღ、低重力条件下实现规模化开采和提取ღ★ღ。科研人员提出了光热钻取开采技术ღ★ღ，这种技术能实现贯通物质流与能量流的一体化开采ღ★ღ。在当前研究基础上ღ★ღ，科研人员已研制样机并开展验证工作ღ★ღ，不过仍面临一系列科学问题和技术难题ღ★ღ。

　　同时ღ★ღ，我国科研人员围绕地外氧气与燃料原位制备ღ★ღ、地外原位建造与制造ღ★ღ、地外星壤储能发电等领域ღ★ღ，聚焦空间资源有序释放和催化合成物理化学机制等重大科技问题ღ★ღ，开展地外物质迁移与富集机制ღ★ღ、无人自主开采与处理ღ★ღ、化学合成与转化ღ★ღ、颗粒流变机制与操控等基础理论与前沿技术研究ღ★ღ。

　　中国载人月球探测任务登月服和载人月球车名称日前公布ღ★ღ，登月服名为“望宇”ღ★ღ，载人月球车名为“探索”ღ★ღ。此前ღ★ღ，新一代载人飞船已被命名为“梦舟”ღ★ღ，月面着陆器被命名为“揽月”ღ★ღ。这些浪漫的名字ღ★ღ，意味着中国人踏足月球的梦想正逐步走向现实ღ★ღ。

　　中国航天员科研训练中心研究员李莹辉说ღ★ღ，我国载人航天工程取得的成果已经说明ღ★ღ，空间探索对生命的影响无处不在ღ★ღ，只要生命进入太空ღ★ღ，从分子ღ★ღ、细胞到整体ღ★ღ，都会受到影响ღ★ღ。如果说人类已经比较熟悉近地轨道环境k8凯发·20周年(中国)天生赢家·一触即发ღ★ღ。ღ★ღ，那么来到火星k8凯发20周年ღ★ღ，其变重力ღ★ღ、强辐射ღ★ღ、极端温度等多个因素耦合在一起会产生什么影响社会科学ღ★ღ，人类还不知道ღ★ღ。

　　李莹辉说ღ★ღ，环境条件也具有不可实证性ღ★ღ。载人航天活动实施前ღ★ღ，各国都会先通过模型开展验证ღ★ღ，但对于星际旅行这样的漫长过程ღ★ღ，无法用实证模型逐一验证ღ★ღ。此外ღ★ღ，个体适应特征的不确定性ღ★ღ，以及健康防护的个体针对调控性ღ★ღ，都是未来生命科学研究面临的难题ღ★ღ。

　　“太空环境因素给人带来的影响包括生理和心理影响ღ★ღ，核心科学问题是生命的弹性张力与边界在哪ღ★ღ。”李莹辉认为ღ★ღ，要解决上述前瞻性问题ღ★ღ，需要构建新技术驱动的跨尺度生命信息表征集ღ★ღ，绘制星际探索中全周期动态响应知识图谱水母网论坛ღ★ღ。“从微观到宏观ღ★ღ，全景揭示生命适应空间探索的动态过程及深层机制ღ★ღ，提升人类的环境适应和探索能力ღ★ღ，是生命科学的一大课题水母网论坛ღ★ღ。”她说ღ★ღ。

　　此外ღ★ღ，如同科幻电影中的“休眠”情节ღ★ღ，机体低能耗低代谢模式在抗炎ღ★ღ、强体ღ★ღ、延寿中具有积极作用ღ★ღ，这已成为生命科学新热点ღ★ღ。“熊即使冬眠半年ღ★ღ，也不会发生肌肉萎缩ღ★ღ，可以在苏醒几小时内就一跃而起奔跑觅食ღ★ღ。”李莹辉说ღ★ღ，通过研究哺乳动物冬眠特征ღ★ღ，有利于探索在长时间内显著降低生物体能量需求的新途径ღ★ღ。

　　探索太阳系天体和系外行星的宜居性ღ★ღ，不仅能帮助人类在宇宙中寻找“第二家园”ღ★ღ，还有助于解答“地球生命从何而来”“人类在宇宙中是否孤独”等谜题ღ★ღ。

　　中国航天科技创新研究院研究员霍卓玺介绍ღ★ღ，系外宜居行星探索涉及天文ღ★ღ、地球科学ღ★ღ、生命科学以及复杂物理系统等领域的基础性ღ★ღ、交叉性科学问题ღ★ღ。未来10—15年水母网论坛ღ★ღ，系外行星探测及其宜居性研究将以实测为主线ღ★ღ，一方面是基于现有能力ღ★ღ，通过天地协同ღ★ღ、多谱段协同ღ★ღ、人工智能等手段K8凯发(kaifa)官网ღ★ღ，ღ★ღ，进一步增加观测样本容量及其要素间关联ღ★ღ；另一方面是建设下一代装置ღ★ღ，提升观测性能ღ★ღ，获得直接来自系外宜居行星大气的光谱观测数据ღ★ღ。

　　多年来ღ★ღ，国际上已经实施或提出了多项研究计划ღ★ღ。我国于2017年提出“觅音”计划（又称宜居行星搜寻空间计划）ღ★ღ，将分阶段建设可扩展的空间大型天文台ღ★ღ，跨越式提升探测能力ღ★ღ，实现“溯源ღ★ღ、探微ღ★ღ、觅知音”等科学目标ღ★ღ。目前该项计划已完成预先研究ღ★ღ，将开展在轨技术试验K8凯发引领业界ღ★ღ，ღ★ღ。

　　不过ღ★ღ，系外宜居行星探测仍面临难题ღ★ღ。霍卓玺认为ღ★ღ，关键是要解决行星宜居环境要素界定与生命信号识别问题ღ★ღ，包括揭示行星宜居环境特征及其变化规律ღ★ღ、确定行星宜居性及地外生命痕迹的关键要素ღ★ღ、开展地外生命信号的筛选识别研究ღ★ღ、探索可能的生命痕迹等水母网论坛ღ★ღ。研究既要向极宏观拓展ღ★ღ，也要向极微观深入ღ★ღ。

　　这给光谱探测技术带来一系列挑战ღ★ღ。霍卓玺说ღ★ღ，为了“看得清”ღ★ღ，要求探测空间分辨率达到0.01角秒ღ★ღ，相当于能从1000公里外分辨出一个人的双眼ღ★ღ，这需要将现有观测能力提升30倍ღ★ღ；为了“看得准”ღ★ღ，要求能分辨亮度相差7个数量级的两个目标ღ★ღ，例如探照灯与萤火虫ღ★ღ；为了“看得远”ღ★ღ，需具备检测微弱信号的能力ღ★ღ，所要求的灵敏度比目前最强的韦布空间望远镜还要高50%ღ★ღ；为了“看得多”ღ★ღ，谱段就要宽ღ★ღ，需要拓展观测谱段至中红外ღ★ღ。

　　霍卓玺建议ღ★ღ，在对系外宜居行星进行实测的同时ღ★ღ，开展宜居行星辐射模型ღ★ღ、行星光谱探测方法ღ★ღ、高对比度探测技术ღ★ღ、目标特征反演方法等方面的研究工作ღ★ღ。通过建立宜居行星多物理耦合模型ღ★ღ，支撑建立直接光谱成像探测数据与网络化复杂系统模型之间的映射关系ღ★ღ，探索面向海量复杂光谱数据的大气成分与生命标记识别方法k8凯发20周年ღ★ღ、发展行星多圈层耦合反演分析方法等k8凯发20周年ღ★ღ，突破基于光谱探测数据的目标特征反演方法ღ★ღ，分析行星宜居要素及其关联ღ★ღ。

　　“通过这些研究ღ★ღ，如果能产生一系列模型ღ★ღ、方法等理论成果及新型光谱探测技术工程样机ღ★ღ，结合航天工程开展在轨科学技术试验水母网论坛ღ★ღ，将对实施系外宜居行星探测等空间科学前沿重大任务ღ★ღ、推动下一代空间天文台工程起到关键作用ღ★ღ。”霍卓玺说ღ★ღ。