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        空間系統(tǒng)與技術(shù)前沿發(fā)展及創(chuàng)新趨勢(shì)展望

        2018-12-09 03:51:39許社村侯宇葵孫亞楠任迪錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室
        國(guó)際太空 2018年1期
        關(guān)鍵詞:航天空間系統(tǒng)

        許社村 侯宇葵 孫亞楠 任迪 (錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室)

        外層空間是人類共同的財(cái)富,航天活動(dòng)對(duì)人類文明和社會(huì)進(jìn)步的影響進(jìn)一步增強(qiáng),航天科技在國(guó)家發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益凸顯。黨的十九大明確提出建設(shè)“航天強(qiáng)國(guó)”,既是對(duì)我們航天人的鼓勵(lì),更是殷切期望。本文著眼技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),關(guān)注社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、軍事發(fā)展需求,立足原始創(chuàng)新,回應(yīng)重大關(guān)切,展望空間系統(tǒng)與技術(shù)未來發(fā)展,推動(dòng)航天事業(yè)服從和服務(wù)于國(guó)家整體發(fā)展戰(zhàn)略,促進(jìn)由“跟跑”向“并跑”、“領(lǐng)跑”轉(zhuǎn)變,以期“塑造未來”、“創(chuàng)造未來”、“引領(lǐng)未來”,找尋一條具有中國(guó)特色的航天強(qiáng)國(guó)發(fā)展之路。

        1 航天強(qiáng)國(guó)之路必然是創(chuàng)新之路

        未來20~30年將是一個(gè)巨大的變革期,物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)運(yùn)用使信息空間滲透至物理空間和認(rèn)知空間。航天領(lǐng)域最有可能產(chǎn)生知識(shí)突破和創(chuàng)新超越。傳統(tǒng)行業(yè)仍習(xí)慣于經(jīng)典物理的思維方式,深空探測(cè)、空間試驗(yàn)等領(lǐng)域則必須要考慮時(shí)空彎曲等相對(duì)論效應(yīng)。

        航天強(qiáng)國(guó)必不是跟在別人后面、照抄別人能夠發(fā)展起來的,只有強(qiáng)化原始創(chuàng)新、從源頭做起,才能獲得具有戰(zhàn)略意義的顛覆性技術(shù),奪得未來競(jìng)爭(zhēng)的先機(jī),也只有打破長(zhǎng)期以來跟蹤研仿的思維定式,真正建立起獨(dú)立自主的創(chuàng)新體系,形成核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),以“黑科技”鑄就空間技術(shù)的“護(hù)城河”。同時(shí),“一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)研究的深度和廣度,決定著這個(gè)國(guó)家原始創(chuàng)新的動(dòng)力和活力”,基礎(chǔ)研究也決定著未來航天領(lǐng)域原始創(chuàng)新的動(dòng)力與活力。例如,圍繞宇宙大爆炸這個(gè)基本物理問題,產(chǎn)生了“哈勃空間望遠(yuǎn)鏡”、“超越愛因斯坦計(jì)劃”等重大航天工程,極大地拓展了航天視野,顯著提升了空間技術(shù)及應(yīng)用能力。

        80年前,為了改變我們國(guó)家民族落后挨打的局面,錢學(xué)森提出“只有掌握航天理論才有超越西方的可能”,毅然走上了航天報(bào)國(guó)之路,率先提出航天領(lǐng)域中的若干重要概念、超前設(shè)想和科學(xué)預(yù)見。在新的歷史時(shí)期,為破解“錢學(xué)森之問”,建立錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,使我們更加堅(jiān)信只有在基礎(chǔ)理論、工程方法上的原始創(chuàng)新,在空間系統(tǒng)與空間技術(shù)未來發(fā)展方向上作出一些新實(shí)踐新探索,為中國(guó)夢(mèng)、強(qiáng)軍夢(mèng)、航天夢(mèng)添加更豐富內(nèi)涵,才是真正繼承錢老“為國(guó)為民、敢于超越”的科學(xué)家精神。

        2 空間系統(tǒng)與技術(shù)前沿應(yīng)用領(lǐng)域

        空間 科學(xué)要探望星空與走出搖籃

        面向空間科學(xué)的原始創(chuàng)新、基礎(chǔ)發(fā)展能力的快速提升,未來航天領(lǐng)域的主要任務(wù)是,瞄準(zhǔn)解決空間科學(xué)探測(cè)概念與技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新不足、原創(chuàng)探測(cè)種類少等短板弱項(xiàng),以科學(xué)問題為導(dǎo)向,以對(duì)未知世界的科學(xué)探索需求為牽引,圍繞宇宙的形成與演化、系外行星和地外生命的探索、太陽(yáng)活動(dòng)及其對(duì)地球空間環(huán)境的影響、超越現(xiàn)有物理理論的新物理規(guī)律等熱點(diǎn)和基礎(chǔ)性科學(xué)問題,充分探測(cè)宇宙、了解宇宙、認(rèn)識(shí)宇宙,反過來認(rèn)識(shí)地球,認(rèn)識(shí)人類自己,拓展人類的知識(shí)。

        圍繞上述目標(biāo),結(jié)合科學(xué)探測(cè)的特點(diǎn),未來一段時(shí)期我國(guó)空間科學(xué)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展方向如下:

        暗物質(zhì)與宇宙射線探測(cè)。建設(shè)能夠搭載暗物質(zhì)與宇宙射線探測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng),尋找和研究暗物質(zhì)粒子,測(cè)量銀河系宇宙線的成分和精細(xì)能譜,開展天體高能伽瑪射線巡天觀測(cè)。將空間高能量粒子和宇宙線能譜測(cè)量推進(jìn)到TeV能區(qū),以大大超過國(guó)際各項(xiàng)計(jì)劃的能力研究暗物質(zhì)粒子的存在,有望解決暗物質(zhì)引力之外的相互作用、宇宙線的起源等重大科學(xué)前沿問題。

        脈沖星宇宙時(shí)空基準(zhǔn)。利用脈沖星發(fā)射的X射線、γ射線作為天然信標(biāo),探測(cè)30顆左右的脈沖星信號(hào),建立脈沖星導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù),解決深空探索中時(shí)間測(cè)量的問題,最終構(gòu)建脈沖星時(shí)間、實(shí)現(xiàn)宇宙時(shí)空基準(zhǔn),引導(dǎo)航天器在宇宙空間長(zhǎng)時(shí)間自由航行。突破準(zhǔn)直型和聚焦型探測(cè)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、時(shí)間同步和大尺度導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)。

        可居住類地行星探測(cè)。利用亮星巡天空間望遠(yuǎn)鏡(BSST)對(duì)鄰近類太陽(yáng)恒星(光譜型為F、G、K)的行星系統(tǒng)進(jìn)行掩星探測(cè),以期發(fā)現(xiàn)位于可居住區(qū)內(nèi)的類地行星(亞地球質(zhì)量)。BSST通過亮星不間斷的長(zhǎng)時(shí)間巡天,可以獲得一大批明亮的脈動(dòng)變星高精度、高連續(xù)性光變曲線,有助于發(fā)現(xiàn)一批類地行星。

        系外行星大氣光譜探測(cè)。針對(duì)太陽(yáng)系外行星系統(tǒng)進(jìn)行的空間高精度光譜探測(cè),采用掩星法對(duì)太陽(yáng)系附近400余顆存在行星掩星現(xiàn)象的恒星進(jìn)行高精度光譜探測(cè),進(jìn)而分析其行星系統(tǒng)大氣的物理化學(xué)成分,觀測(cè)譜段覆蓋近紫外、可見光及近、中紅外譜段。同時(shí),從生命搜尋的角度出發(fā),兼顧小天體的研究,為我國(guó)系外行星與生命探索奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

        日地空間環(huán)境立體探測(cè)。建設(shè)由4顆衛(wèi)星組成的日地空間環(huán)境探測(cè)衛(wèi)星星座,對(duì)太陽(yáng)和日地環(huán)境進(jìn)行立體、多空間尺度的監(jiān)測(cè)。其中2顆衛(wèi)星分別位于日地L1和L3點(diǎn),形成對(duì)日觀測(cè)的立體視角,拍攝太陽(yáng)的三維圖像,監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)及磁場(chǎng)的變化;另外2顆衛(wèi)星分別位于日地L4和L5點(diǎn),開展日地環(huán)境整體性和綜合性的科學(xué)探測(cè)與研究,大范圍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)日地空間環(huán)境的長(zhǎng)期變化,精確計(jì)算災(zāi)害性空間天氣到達(dá)地球的時(shí)間。

        民用 航天要服務(wù)大眾與普惠民生

        面向經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重大戰(zhàn)略需求,以原始創(chuàng)新為引領(lǐng),以滿足用戶需求、提升應(yīng)用效能和促進(jìn)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展為根本目的,公益與商業(yè)服務(wù)并舉,服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略,發(fā)展全球尺度地球數(shù)據(jù)獲取及應(yīng)用能力,支撐海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、“一帶一路”倡議的實(shí)施;惠及大眾民生,綜合利用多種譜段、高時(shí)空分辨率、高靈敏度探測(cè)系統(tǒng)以及高速通信網(wǎng)絡(luò),滿足生態(tài)保護(hù)、氣象預(yù)報(bào)等重大民生需求,推動(dòng)文化傳播、高品質(zhì)信息服務(wù)等信息消費(fèi);深化應(yīng)用,利用“大智移云物”技術(shù),推動(dòng)商業(yè)化航天服務(wù)和多源數(shù)據(jù)融合共享,支撐重要行業(yè)深化應(yīng)用和大眾服務(wù)。

        全球立體綜合大氣觀測(cè)系統(tǒng)。為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)全國(guó)、省區(qū)、重點(diǎn)城市的天氣,精細(xì)探測(cè)全球云、雨、風(fēng)、溫度等大氣圈層三維結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮高軌系統(tǒng)的高時(shí)效特性和低軌系統(tǒng)的高分辨率特性,發(fā)展高軌50米級(jí)大氣成像、低軌激光風(fēng)場(chǎng)測(cè)量、低軌降雨測(cè)量雷達(dá)等衛(wèi)星系統(tǒng),對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨、霧霾、沙塵暴等災(zāi)害性天氣的形成、演變等進(jìn)行近實(shí)時(shí)觀測(cè)和預(yù)報(bào),積累全球氣候變化觀測(cè)數(shù)據(jù),為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)大的服務(wù)保障,并承擔(dān)相應(yīng)的國(guó)際責(zé)任。

        面向地震預(yù)報(bào)的高精度探測(cè)系統(tǒng)。為提升地震綜合監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)能力,綜合利用紅外、電磁、重力場(chǎng)等探測(cè)手段,發(fā)展5m分辨率紅外成像、1nT精度寬譜磁場(chǎng)探測(cè)、1mGal精度重力測(cè)量等衛(wèi)星系統(tǒng),對(duì)地面溫度場(chǎng)、空間磁場(chǎng)、高能粒子、地球物理場(chǎng)等變化進(jìn)行連續(xù)、高精度數(shù)據(jù)探測(cè)和相關(guān)參數(shù)反演,探索這些參數(shù)與地球應(yīng)力積累、爆發(fā)、釋放之間的規(guī)律,捕捉地震活動(dòng)規(guī)律和先兆,探索預(yù)測(cè)地震的新型方法手段,避免或減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成損失。

        全維多手段生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。圍繞人類發(fā)展所面臨的資源短缺、生態(tài)退化、重大自然災(zāi)害頻發(fā)、交通擁堵等問題,利用高分辨率成像、激光雷達(dá)、高光譜等新型載荷,發(fā)展亞米級(jí)成像、大氣污染監(jiān)測(cè)、水資源探測(cè)、海洋監(jiān)視等衛(wèi)星系統(tǒng),對(duì)大氣、水、巖和生物等圈層等進(jìn)行多要素智能化探測(cè),提高生態(tài)紅線維持、精細(xì)農(nóng)業(yè)、污染治理、大數(shù)據(jù)分析、智慧海洋建設(shè)等能力。

        全球泛在高速信息網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)“寬帶中國(guó)”和“一帶一路”等泛在通信與寬帶通信巨大需求,突破太赫茲通信、激光通信和認(rèn)知無(wú)線電技術(shù),發(fā)展超大容量通信、高承載通信和可重構(gòu)通信等衛(wèi)星系統(tǒng),支持構(gòu)建由通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)構(gòu)成的泛在信息網(wǎng)絡(luò),滿足區(qū)域協(xié)調(diào)、軍民融合、大眾消費(fèi)等多樣化需求。

        中國(guó)特色商業(yè)航天服務(wù)。迎接“太空經(jīng)濟(jì)”時(shí)代的到來,利用大數(shù)據(jù)、智能處理、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等新興技術(shù),構(gòu)建大數(shù)據(jù)一體化應(yīng)用體系,推動(dòng)天地一體、多維信息智能同化與實(shí)時(shí)融合。突破空間VR、人機(jī)溝通、情景構(gòu)建等前沿技術(shù),發(fā)展全息虛擬地球、時(shí)空基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換、個(gè)性化定制等系統(tǒng),滿足立體智能交通、無(wú)人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等需求。發(fā)展智能在軌服務(wù)能力,推動(dòng)太空旅游觀光,探索碎片清除服務(wù)、小天體勘察采礦和資源利用新途徑,促進(jìn)太空產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

        軍用 領(lǐng)域要滲透多域和全球保障

        圍繞實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)、強(qiáng)軍夢(mèng),以建設(shè)信息化軍隊(duì)、打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)為目標(biāo),堅(jiān)持走信息化的發(fā)展方向,以互聯(lián)網(wǎng)思維為指導(dǎo),利用先進(jìn)信息技術(shù)重塑航天裝備體系,推動(dòng)天基信息與武器系統(tǒng)深度鉸鏈,以空間能力倍增體系能力,形成一體化的作戰(zhàn)力量,因應(yīng)時(shí)代變化拓展太空新邊疆、發(fā)展新手段,提升信息支援保障、太空資產(chǎn)保護(hù)等國(guó)家總體安全能力。發(fā)展重點(diǎn):

        可靠全面的目標(biāo)探測(cè)。針對(duì)隱身飛機(jī)、潛艇、高超聲速飛行器、天對(duì)地打擊武器等動(dòng)目標(biāo),急需提升全天時(shí)全天候連續(xù)監(jiān)視能力,以掌握其變化態(tài)勢(shì),判斷其軍事意圖,有效引導(dǎo)我防御武器的精確打擊。

        智能暢通的天基通信。針對(duì)超高帶寬傳輸、超密用戶接入、超高移動(dòng)性、數(shù)據(jù)鏈快速接入等需求,發(fā)展大容量空間通信網(wǎng)絡(luò),解決抗強(qiáng)干擾、保密通信等問題,在未來作戰(zhàn)指揮控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮核心作用。

        高可用泛在的時(shí)空基準(zhǔn)。針對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境對(duì)時(shí)空基準(zhǔn)和導(dǎo)航位置服務(wù)的多樣化需求,提供統(tǒng)一、高可用的時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù),覆蓋水下、地下、地表、大氣層空間乃至宇宙空間等多層戰(zhàn)場(chǎng)空間。

        此外,要積極探索各類新型裝備系統(tǒng)。

        空間 技術(shù)要打牢基礎(chǔ)與軍民融合

        以促進(jìn)空間技術(shù)飛躍發(fā)展、突破瓶頸技術(shù)、形成核心能力為重點(diǎn),面向軍民商空間系統(tǒng)發(fā)展需求,增加先進(jìn)空間技術(shù)源頭供給,發(fā)展先進(jìn)平臺(tái)技術(shù),解決平臺(tái)的穩(wěn)定性、可靠性較弱,精度和敏捷性不足等瓶頸問題;探索新型載荷技術(shù),拓展新型技術(shù)手段,面向應(yīng)用服務(wù),突出效費(fèi)比,完善載荷型譜;加強(qiáng)基礎(chǔ)前沿、新概念技術(shù)研究,促進(jìn)空間系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、智能化、體系化、彈性化發(fā)展。

        (1)先進(jìn)衛(wèi)星平臺(tái)

        面向未來通信、遙感、空間科學(xué)、在軌服務(wù)等領(lǐng)域?qū)πl(wèi)星平臺(tái)高精度、高穩(wěn)定度、高承載比,以及智能自主、可擴(kuò)展可重構(gòu)等高品質(zhì)要素的迫切需求,聚焦智能化、長(zhǎng)壽命、低成本、高可靠等性能要素,打造超大型可重構(gòu)衛(wèi)星平臺(tái)、超高精度超高穩(wěn)定度衛(wèi)星平臺(tái)、可維修和可服務(wù)衛(wèi)星平臺(tái),提升衛(wèi)星平臺(tái)品質(zhì),擴(kuò)展平臺(tái)能力包絡(luò),進(jìn)一步增強(qiáng)平臺(tái)對(duì)新領(lǐng)域任務(wù)的支撐能力。

        突破復(fù)雜結(jié)構(gòu)下的高精度控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)高頻抖動(dòng)的高精度控制和撓性振動(dòng)抑制。攻克高敏捷機(jī)動(dòng)控制技術(shù),在運(yùn)動(dòng)過程中保持足夠的控制精度和穩(wěn)定度力,實(shí)現(xiàn)航天器快速機(jī)動(dòng)和姿態(tài)快速穩(wěn)定。探索致密電能源技術(shù),具備高效能量轉(zhuǎn)換、致密能量存儲(chǔ)、“無(wú)損”能量傳輸、智能能量管理等能力。發(fā)展新型空間電源技術(shù)和可維修和可服務(wù)等航天器平臺(tái),建立系列標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范,逐步使航天器具備可接受維修服務(wù)能力和自適應(yīng)能力。

        (2)新型載荷技術(shù)

        圍繞空間系統(tǒng)未來發(fā)展,發(fā)展靜止軌道米級(jí)分辨率光學(xué)載荷、大氣海洋一體化測(cè)風(fēng)雷達(dá)、高光譜分辨率載荷、激光三維成像、云雨三維測(cè)量等載荷,加大載荷效能仿真和數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究,提升遙感載荷分辨率,定標(biāo)、定位和探測(cè)精度,支撐遙感載荷數(shù)據(jù)深化應(yīng)用。發(fā)展新一代大容量寬帶衛(wèi)星通信和廣播技術(shù)、GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)以及星間激光通信及組網(wǎng)技術(shù)、太赫茲通信技術(shù)等新型通信有效載荷技術(shù),提升通信有效載荷容量和移動(dòng)通信、多功能復(fù)合通信和星際高速率互聯(lián)能力,形成新一代天線和射頻部組件等關(guān)鍵產(chǎn)品技術(shù)儲(chǔ)備。瞄準(zhǔn)更長(zhǎng)遠(yuǎn)空間應(yīng)用,開展新概念、新原理、新體制有效載荷技術(shù)研究與探索,在技術(shù)體制、關(guān)鍵產(chǎn)品和業(yè)務(wù)化應(yīng)用等方面形成原創(chuàng)成果。

        (3)基礎(chǔ)前沿技術(shù)

        基礎(chǔ)前沿技術(shù)是空間技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的源泉,基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)的突破,都有可能引起人類征服和利用空間能力的大幅度提升。

        大數(shù)據(jù)與云計(jì)算。以P、E甚至Z量級(jí)空間大數(shù)據(jù)“資源池”為基礎(chǔ),積極推動(dòng)海洋、水文、氣象、環(huán)境、國(guó)土等行業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的多源接入、分布處理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和開發(fā)應(yīng)用,探索軍民數(shù)據(jù)需求生成和成果共享機(jī)制、以民養(yǎng)軍的信息服務(wù)保障模式,破解天地脫節(jié)、應(yīng)用割裂等結(jié)構(gòu)性問題,以用促天、以天帶地,實(shí)現(xiàn)天地一體化協(xié)調(diào)發(fā)展。

        量子技術(shù)。利用物質(zhì)固有的線性疊加性原理、海森堡不確定性原理和量子糾纏效應(yīng)等特性,突破傳統(tǒng)空間技術(shù)的量測(cè)精度、分辨率和安全性等性能指標(biāo)的經(jīng)典物理約束,對(duì)特定物理量的測(cè)量精度或靈敏度提升3~5個(gè)數(shù)量級(jí),實(shí)現(xiàn)經(jīng)典技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的物理過程,推進(jìn)量子技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室、走入工程實(shí)踐。

        太赫茲技術(shù)。太赫茲(THz)波介于微波與紅外之間,太赫茲的獨(dú)特性能給通信(寬帶通信)、雷達(dá)、電子對(duì)抗、電磁武器、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)成像、無(wú)損檢測(cè)、安全檢查(生化物的檢查)等領(lǐng)域帶來了深遠(yuǎn)的影響。由于太赫茲的頻率很高,所以其空間分辨率也很高;又由于它的脈沖很短(皮秒量級(jí))所以具有很高的時(shí)間分辨率。太赫茲技術(shù)將助力空間系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度探測(cè)和大容量寬帶通信。

        認(rèn)知科學(xué)與技術(shù)。以減少航天器對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)的依賴為重點(diǎn),在航天器智能自主地導(dǎo)航、數(shù)據(jù)處理、故障判別與重構(gòu)等方面,推動(dòng)具有學(xué)習(xí)功能的人工智能集成電路、發(fā)展智能故障診斷等技術(shù)發(fā)展,突破智能自主控制、自主交會(huì)對(duì)接等關(guān)鍵技術(shù),大幅提升空間領(lǐng)域的智能化水平。

        智能材料與超材料。發(fā)展具有傳感功能、反饋功能、信息識(shí)別與積累功能、響應(yīng)功能、自診斷能力、自修復(fù)能力和自適應(yīng)能力等多種能力于一身的智能材料/結(jié)構(gòu)以及超出自然界固有普通性質(zhì)的超常材料功能的超材料,為研制隱身航天器、超級(jí)雷達(dá)和智能探測(cè)器等提供基礎(chǔ)保障。

        微納光電技術(shù)。利用微納尺度元器件等特性研究,推進(jìn)飛秒激光技術(shù)、單頻激光技術(shù)研究,探索飛秒激光和單頻激光等新儀器儀表,將應(yīng)用載荷時(shí)間穩(wěn)定度或頻率穩(wěn)定度提升3~5個(gè)數(shù)量級(jí),產(chǎn)生新型空間應(yīng)用方式,為自主構(gòu)想的紅外特性隱身平臺(tái)等新型空間系統(tǒng)探索發(fā)展途徑。

        自由空間光通信技術(shù)。突破高功率激光器技術(shù)、光學(xué)天線技術(shù)、自動(dòng)跟瞄技術(shù)、信道分析及壓縮編碼技術(shù),采用紅外激光承載高速信號(hào),建立空間“虛擬光纖”,實(shí)現(xiàn)大容量、高質(zhì)量、高保密空間通信。

        新型空間操控技術(shù)。發(fā)展適應(yīng)于非合作目標(biāo)、適應(yīng)于多目標(biāo),具有靈巧機(jī)動(dòng)性能與寬適應(yīng)性的新型空間操控技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)在軌高價(jià)值衛(wèi)星零距離狀態(tài)檢測(cè)、維修維護(hù),對(duì)非合作目標(biāo)進(jìn)行表面著陸抓捕、接管控制等。

        3 對(duì)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)踐與思考

        為有效履行新使命新任務(wù),在發(fā)展理念、組織管理方式等方面亟待進(jìn)行前沿探索,推動(dòng)原始創(chuàng)新。

        激活原始創(chuàng)新。積極探索技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展客觀規(guī)律,在人員管理、項(xiàng)目管理、經(jīng)費(fèi)管理、成果管理、創(chuàng)新文化等各個(gè)方面進(jìn)行大膽的創(chuàng)新探索。以“自主研究為主、組織研究為輔”,實(shí)行鼓勵(lì)自我管理、自我驅(qū)動(dòng)的管理制度,最大程度釋放研究人員的創(chuàng)新熱情。實(shí)行“雙向選擇、價(jià)值評(píng)判”的創(chuàng)新人才引進(jìn)評(píng)價(jià)方式,不以學(xué)歷和年限確定崗位及待遇,真正突出人才的核心價(jià)值,為人才的引進(jìn)、成長(zhǎng)提供與學(xué)術(shù)界接軌的機(jī)制。打造“學(xué)術(shù)開放、全球視野”的創(chuàng)新環(huán)境,制定各專業(yè)領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際會(huì)議目錄,資助員工積極參與,廣泛邀請(qǐng)美歐、英國(guó)、加拿大、俄羅斯和臺(tái)灣地區(qū)等海內(nèi)外杰出學(xué)者和青年英才來訪,形成開放的高端學(xué)術(shù)交流平臺(tái),提升研究的國(guó)際視野。

        激勵(lì)基礎(chǔ)研究。面對(duì)新挑戰(zhàn),依據(jù)國(guó)家需求和人員規(guī)模,在技術(shù)研究方向選取上適度聚焦若干基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,不斷找尋原始創(chuàng)新思路、新途徑。以“任務(wù)為經(jīng)、學(xué)科為緯”開展專業(yè)化學(xué)科布局,重點(diǎn)在信息獲取與處理技術(shù)、空間材料與機(jī)械技術(shù)、空間熱力工程、微納電子技術(shù)、量子工程技術(shù)、人工智能等方向進(jìn)行布局。堅(jiān)持“相互啟發(fā)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”,與其他科技領(lǐng)域共同探索科技前沿方向,關(guān)注重心不再僅僅局限于航天科技領(lǐng)域,站在世界科技領(lǐng)域的前沿方向,與量子技術(shù)、新材料技術(shù)、生物交叉技術(shù)、新能源技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行交流碰撞,啟發(fā)靈感,同時(shí)發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)、攜手前進(jìn),既有力的拓展航天科技的前沿方向,也將航天科技推到更廣闊的舞臺(tái)中央。

        激發(fā)非凡創(chuàng)意。堅(jiān)持“明天的技術(shù)解決未來問題”的理念,積極推進(jìn)戰(zhàn)略研究和國(guó)家重大專項(xiàng)和系統(tǒng)項(xiàng)目謀劃轉(zhuǎn)型。堅(jiān)持“自主研究、獨(dú)立研究”,推動(dòng)戰(zhàn)略研究模式轉(zhuǎn)型升級(jí),由跟蹤論證向自主研究轉(zhuǎn)變,面向?qū)嶋H應(yīng)用、堅(jiān)持體系化思維和問題導(dǎo)向,以專業(yè)研究、自主研究代替被動(dòng)論證,以定量與定性相結(jié)合代替簡(jiǎn)單綜合、宏觀描述,為上級(jí)機(jī)關(guān)及各類用戶提出高水平和高價(jià)值建議,推動(dòng)空間系統(tǒng)與技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。積極“研究未來、擁抱夢(mèng)想”,研究和構(gòu)想未來重大系統(tǒng),基于謀劃10年后發(fā)展,按創(chuàng)新流程分為“創(chuàng)意中心、研究中心、孵化中心”,構(gòu)建“體系發(fā)展戰(zhàn)略研究、系統(tǒng)項(xiàng)目研究、應(yīng)用基礎(chǔ)與技術(shù)研究”互為牽引和支撐的創(chuàng)新體系,將基礎(chǔ)技術(shù)研究、概念研究、系統(tǒng)項(xiàng)目立項(xiàng)進(jìn)行融合銜接。推動(dòng)“廣泛協(xié)同、整體聯(lián)動(dòng)”的跨領(lǐng)域、跨單位融合創(chuàng)新,激發(fā)研究人員想象力,“先問新不新,再問成不成”,打破思想上、習(xí)慣上的條條框框,以體系戰(zhàn)略研究帶動(dòng)系統(tǒng)項(xiàng)目和前沿技術(shù)發(fā)展需求,以前沿技術(shù)發(fā)展支撐系統(tǒng)項(xiàng)目研究,大膽嘗試系統(tǒng)項(xiàng)目提出后轉(zhuǎn)到系統(tǒng)項(xiàng)目部繼續(xù)研究并在條件成熟后轉(zhuǎn)入院內(nèi)工程研制單位的新方式。

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