吴伟仁：月球和火星是深空探测的热点和重点

今天是太空与您相伴的【第3056期】

9月3日，在第四届深空探测（天都）国际会议开幕式上，中国工程院院士、国际深空探测学会理事长、深空探测实验室主任吴伟仁作题为“深空探测：趋势、前沿与挑战”的主旨报告，系统总结国际深空探测最新成果、分析研判当前面临的四大发展趋势，梳理提出六大前沿技术发展方向，并向国际伙伴发出了合作倡议。

一、月球和火星是国际深空探测的热点和重点

截至今年8月，世界各国共实施了300余次深空探测任务，人类的探测足迹已覆盖月球、太阳、八大行星乃至太阳系边际。吴伟仁指出，当前和未来可预见的一段时间内，月球和火星是深空探测的热点和重点。

月球作为地球的唯一天然卫星，具有可开发和利用的多种独特资源，是人类进入深空的理想基地和前哨站。世界各国已实施和规划的深空探测任务中，月球探测占总数近一半。近年来，月球探测不断取得突破性进展。今年4月，美国阿尔忒弥斯2号成功完成1972年以来国际首次载人绕月飞行，验证了“猎户座”飞船生命保障和深空通信能力，为人类重返月球迈出了坚实一步。今年8月，中国DRO-A星成功首次在超过40万公里的地月距离实现双向高速激光通信。

火星是地球最为相似的类地行星，火星探测对探寻地外生命痕迹、拓展人类生存空间、推动人类文明发展具有重大意义。美国先后成功着陆了“火星探路者”“勇气号”“机遇号”“好奇号”“毅力号”等7辆火星车，目前“好奇号”已经在火星表面工作了14年，“毅力号”作为新一代核动力火星车，已累计行驶超过45公里。中国“天问三号”计划2028年发射，有望实现世界首次火星样品取样返回，中国首个行星科学研究中心也正在合肥深空科学城同步建设。

二、深空探测呈现科技蓬勃发展、商业活动快速兴起、竞争合作深度交织等四大发展趋势。

一是探测方式由短期访问向长期驻留式转变。世界航天大国纷纷发布规划，建设空间长期基础设施，用于开展常态化科学探测与资源利用，并为未来载人火星探测任务奠定基础。2026年3月，NASA宣布月球基地“三步走”路线图，计划10年内投资300亿美元，分三阶段建成永久基地。中国发布了国际月球科研站建设规划，分阶段在月面建立长期自主运行、短期有人参与的基础设施。

二是探测目标由技术可达向科学与应用并重转变。在科学探测方面，美国和欧洲以巨行星系探测为重点，发射“朱诺”号、“蜻蜓”号、木星冰卫星探测器，重点探测木星和土星卫星的宜居性。

在应用方面，美国“灵神星”探测器，预计将于2029年对这颗富含稀贵金属的独特小行星进行资源详查；中国“嫦娥七号”将着陆月球南极，进入永久阴影区开展探测活动，力争找到水冰存在的直接证据。美国8月30日刚发射的罗曼望远镜，即将运行在距地球约150万公里的日-地L2点，开展大范围巡天观测，相机视场和巡天速率是哈勃望远镜的100倍。阿尔忒弥斯二号任务中，携带宇航员自身骨髓细胞的“器官芯片”，暴露在范艾伦辐射带以外的宇宙射线中，通过基因层面的差异对比，精准揭示深空环境对人体的损伤机制。

三是探测活动由单一国家向多国合作实施转变。

截至今年8月，已有71个国家签署了美国主导的“阿尔忒弥斯”协定，旨在建立月球及更远天体的探索与开发利用过程中，有关数据共享、太空安全、遗产保护等方面的原则和标准。

中国秉持“平等互利、和平利用、合作共赢”的原则，与国际合作伙伴在“嫦娥”和“天问”系列任务中深入推进多形式、多层级、深耦合的交流合作。

四是商业航天正成为深空探测的重要力量。商业航天因具有经济成本低、技术更新快、运行效率高等突出优势，已成为不可或缺的深空探测重要力量，商业探月的时代已经到来。

美国太空探索与蓝色起源两个商业航天公司共同承担阿尔忒弥斯计划中月球着陆关键任务；NASA“商业月球有效载荷服务”计划合同总额大幅提升至42亿美元。

中国蓝箭航天公司“朱雀三号”成功实现火箭一子级陆地垂直回收，这标志着中国商业航天正式迈入了火箭可重复使用的新阶段，为建设低成本、高频次的航班化运输体系打开了大门，必将推动太空经济跨越式发展。

三、深空探测面临探测范围更加广袤、目标更加宏伟、手段更加多样等六大前沿与挑战。

相比近地空间，深空具有极远距离、极弱光照、极低温度、极强辐射等极端环境，对能源供应、动力运输、极限测控和地外生存等方面提出了巨大挑战。

一是空间核能。深空探测正向木星及以远区域乃至太阳系边际拓展，太阳光强急速降低，核衰变、核裂变和核聚变能源技术凭借其高能量密度、长期可靠供电和强环境适应性等优势，将在未来深空任务中发挥不可替代的作用。

二是新型动力。未来深空探测任务面临极远飞行距离、极长飞行时间等挑战，化学推进能力已达瓶颈。大功率电推进、核动力推进、在轨加注转移等更具前瞻性和革命性的动力技术已经开始涌现。

三是智能航行。深空探测任务具有目标距离极远、任务周期超长、空间环境极端且不确知等挑战。在探测器上，应用人工智能、世界模型等前沿技术，实现自主感知、自主导航、自主学习、自主任务规划、自主健康管理等功能；在地面，通过数字化仿真技术实现探测器数字孪生与超实时预测，构建天地一体智能控制系统势在必行。

四是极限测控通信。深空测控通信面临着由于距离遥远所带来的信号空间衰耗大、传输时间长、传播环境复杂等一系列问题，超高频段超大功率超高精度测控通信、极远距离高精度单向测量、自主定轨和高效信息传输优化等是未来需要突破的核心关键技术。

五是智能作业机器人。随着深空探测任务的持续拓展，机器人将发挥重要作用，通过融合群智能、多模态感知、智能决策等技术与高自由度执行机构，构建“感知、认知、规划、执行”闭环，赋予机器人在不确定、强扰动环境下的自主探测、设施操作与协同作业能力。

六是地外天体生存。实现地外天体生存是一项庞大而又复杂的系统工程，其技术难度将远超当前已有空间任务，必将带动受控生态系统构建、宜居环境控制、原位建造和生命健康保障等领域前沿技术的突破性跨越。

最后，吴伟仁向全球伙伴发出合作倡议，号召大家抓住机遇、迎接挑战。凝聚全球智慧与力量，迈向星际航行，寻觅天外绿洲，让智慧生命的火焰在宇宙中永不熄灭。

来源 | 中国航天报

编辑 | 李文辉

校对 | 余夏琳
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主编 | 张文军

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