中國2021年發(fā)射的火星探測器(中國最新火星研究成果2021)

2021年中國十大科學進展1：天問一號火星探測器?？萍疾扛呒夹g(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

中新社北京2月28日電(記者孫自發(fā))中國科學技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心(基礎研究管理中心)28日在京發(fā)布2021年中國十大科技進展包括火星探測、中國空間站等10個項目。它是從專業(yè)期刊推薦的310項科學進展中選出的。

最新評選公布的2021年中國十大科學進展是：

——號火星探測任務天問一號探測器成功登陸火星。2021年5月，天問一號探測器成功著陸在火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)。中國首次火星探測任務成功登陸火星。該任務采用“氣動減速-降落傘減速-動力減速-著陸緩沖”四級串聯(lián)減速技術(shù)路線，建立設計迭代改進流程和多學科綜合優(yōu)化方法，提高系統(tǒng)對故障工況和故障的響應能力。極端偏差下的進入條件。安全著陸能力。天問一號探測器登陸火星，是中國首次登陸地外行星。這是中國星際探索之旅的重要一步。它實現(xiàn)了從地月系到行星際系的跨越，首次在火星上留下了中國的印記。使中國成為第二個成功登陸火星的國家，是中國航天事業(yè)發(fā)展的又一里程碑。

2021年中國十大科學進展2：中國空間站模擬效果圖。科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——中國空間站天河核心艙成功發(fā)射，神舟十二號、十三號載人飛船成功發(fā)射并與天河核心艙對接。2021年4月29日，中國空間站天河核心艙從海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，準確進入預定軌道。任務取得了成功。天河核心艙的成功發(fā)射，標志著我國空間站建設進入全面實施階段，為后續(xù)任務奠定了堅實基礎。6月17日，神舟十二號載人飛船成功發(fā)射并與天河核心艙對接，成功將聶海勝、劉伯明、唐洪波三名航天員送入太空。這是天河號核心艙首次送入軌道。隨后，進行了首次與載人飛船的交會對接。中國載人航天使太空旅行常態(tài)化，中國正式進入空間站時代。10月16日，神舟十三號載人飛船成功發(fā)射，并采用自主快速交會對接模式與天河核心艙徑向端口成功對接，成功將翟志剛、王亞平、葉光復三名航天員送入太空。

2021年中國十大科學進展3：人工淀粉合成途徑?？萍疾扛呒夹g(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——從二氧化碳人工合成淀粉。淀粉是食品最重要的組成部分，也是重要的工業(yè)原料。中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所馬延河等人報道了由11個核心反應組成的人工淀粉合成途徑（ASAP）。該途徑將化學催化和生物催化反應耦合起來，在實驗室中實現(xiàn)了二氧化碳和氫氣合成二氧化碳和氫氣。淀粉分子的人工全合成。通過從零開始設計一條從二氧化碳到淀粉合成的非自然途徑，利用模塊化反應適應和蛋白質(zhì)工程方法，解決了計算機途徑熱力學匹配、代謝流平衡和副產(chǎn)物抑制等問題，克服了人工途徑組裝和級聯(lián)反應演化。等等問題。在氫氣驅(qū)動下，ASAP以每毫克催化劑每分鐘22納摩爾碳單位的速率將二氧化碳轉(zhuǎn)化為淀粉分子，比玉米淀粉的合成速率高8.5倍。ASAP淀粉合成理論能量轉(zhuǎn)化效率為7%，比玉米等農(nóng)作物高3.5倍。次，并可實現(xiàn)直鏈淀粉和支鏈淀粉的可控合成。這一成果不依賴植物光合作用，實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的人工全合成。

2021年中國十大科學進展4：嫦娥五號月壤樣品（玄武巖巖屑）顯微圖像。科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——顆嫦娥五號月球樣本揭示了月球演化的秘密。中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所李先華、楊偉、胡森、林陽亭和中國科學院國家天文臺李春來利用超高空間分辨率測年和同位素分析技術(shù)過去十年建立的用于確定嫦娥五號日期的月球玄武巖樣本被用于精確的地質(zhì)年代學、巖石地球化學和巖漿含水量研究。結(jié)果表明，嫦娥五號玄武巖形成于2.0300.4億年前，證實月球上的火山活動可能持續(xù)到20億年前，比之前月球限制的火山活動長了約8億年。樣品。這一結(jié)果為撞擊坑的年代測定提供了關(guān)鍵的錨點，并將大大提高內(nèi)太陽系恒星表面撞擊坑年代測定的準確性。研究還揭示，嫦娥五號玄武巖月幔源區(qū)并不富含放射性發(fā)熱元素和水，排除了兩種月幔熔化機制：放射性元素提供熱源，或豐富的水降低熔點，這將有助于未來的月球探測和研究。提出新方向。

2021年中國十大科學進展第5位：新型冠狀病毒“反式回溯”的復制與修正機制。科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——揭示了SARS-CoV-2逃避抗病毒藥物的機制。新冠病毒突變株的不斷出現(xiàn)，對現(xiàn)有疫苗、中和抗體等抗病毒方法提出了嚴峻挑戰(zhàn)。迫切需要開發(fā)能夠有效應對各種突變菌株的廣譜藥物。在生命周期中，一系列病毒轉(zhuǎn)錄和復制酶被組裝成“轉(zhuǎn)錄和復制復合體”超分子機器，負責病毒轉(zhuǎn)錄和復制的整個過程，并且在各種突變株中高度保守。它是開發(fā)廣譜抗病毒藥物的重要工具。核心目標。清華大學樓志勇、饒子和和上海科技大學高燕發(fā)現(xiàn)并重建了病毒的“加帽中間態(tài)復合物”、“mRNA加帽復合物”和“錯配校正復合物”，并闡明了其工作機制。揭示新冠病毒轉(zhuǎn)錄和復制機制的完整組成；發(fā)現(xiàn)病毒聚合酶的核苷轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域是催化mRNA“加帽”成熟的關(guān)鍵酶，闡明了帽結(jié)構(gòu)的合成過程，為開發(fā)新型、安全的廣譜抗生素奠定了基礎。病毒藥物提供新靶點；發(fā)現(xiàn)病毒利用“反式回溯”來“消除”不匹配的堿基和抗病毒藥物，闡明了瑞德西韋等藥物效果不佳的分子機制，為優(yōu)化聚合酶靶向抗病毒藥物提供了關(guān)鍵的科學證據(jù)。

2021年中國十大科學進展第6期：“中國天眼”（FAST）捕獲快速射電暴樣本示意圖。科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——“中國天眼”（FAST）捕獲了世界上最大的快速射電暴樣本?？焖偕潆姳‵RB）是宇宙中無線電波段最亮的爆發(fā)。FRB是人類已知的第一個重復快速射電暴。中國科學院國家天文臺李戈等人利用“中國天眼”（FAST）成功捕捉到FRB的極端活動期。最強烈的時段達到每小時122次爆發(fā)，累計采集1652個高信噪比的爆發(fā)信號，構(gòu)成了目前最大的FRB爆發(fā)事件集合。FAST樣本排除了FRB爆發(fā)在一毫秒到一小時之間的周期性或準周期性，嚴格限制了重復的快速射電爆發(fā)源自單個致密天體的可能性。該研究首次展示了快速射電暴的完整能譜，深入揭示了快速射電暴的基本物理機制。

2021年中國十大科學進展7：纖維聚合物鋰離子電池集成組裝示意圖。科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——實現(xiàn)高性能纖維鋰離子電池的規(guī)?；苽?。如何通過設計新結(jié)構(gòu)（如打造纖維鋰離子電池）來滿足電子產(chǎn)品高度集成、靈活的開發(fā)要求，是鋰離子電池領域面臨的重大挑戰(zhàn)。復旦大學彭惠生、陳培寧等人發(fā)現(xiàn)纖維鋰離子電池內(nèi)阻與長度之間存在獨特的雙曲余切函數(shù)關(guān)系，即內(nèi)阻不會隨著長度的增加而增加，而是先減小后減小穩(wěn)定下來。該理論指導下構(gòu)建的纖維鋰離子電池具有優(yōu)異穩(wěn)定的電化學性能，能量密度較以往提高近2個數(shù)量級，彎曲10萬次后容量保持率超過80%；建成全球首條纖維鋰離子電池生產(chǎn)線，實現(xiàn)規(guī)?；B續(xù)制備；通過編織集成得到的纖維鋰離子電池系統(tǒng)，其電化學性能與商用鋰離子電池相當，同時穩(wěn)定性和安全性更佳。

2021年中國十大科學進展第8名：祖沖之?？萍疾扛呒夹g(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——可編程二維62位超導處理器“祖沖之號”的量子行走。量子游走是經(jīng)典隨機游走的量子力學模擬，是實現(xiàn)量子模擬、量子搜索算法甚至通用量子計算的工具。中國科學技術(shù)大學的朱曉波和潘建偉通過開發(fā)兼容平面工藝的三維導線技術(shù)，實現(xiàn)了量子位結(jié)構(gòu)從一維到二維的擴展，并設計并制作了88的二維由62位組成的超導結(jié)構(gòu)。量子比特陣列，搭建了“祖沖之號”量子計算原型機，并通過該裝置演示了高保真單粒子和雙粒子連續(xù)時間量子行走。利用量子處理器的高度可編程性，實現(xiàn)對量子位激發(fā)粒子行走路徑的精確控制，并在固態(tài)量子芯片上實現(xiàn)馬赫-曾德干涉儀。該工作是全球首個60比特以上超導量子計算領域發(fā)表的成果。驗證了含噪聲的中規(guī)模量子比特系統(tǒng)的高精度量子控制能力，為祖沖二號的研制和“量子計算”的實現(xiàn)提供了基礎。“優(yōu)越”奠定基礎。

2021年中國十大科學進展第9名：馬里亞納海溝萬米深海軟體機器人駕駛實驗?？萍疾扛呒夹g(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——自動力軟體機器人成功挑戰(zhàn)馬里亞納海溝。深海機器人和設備需要高強度金屬耐壓外殼或壓力補償系統(tǒng)來保護內(nèi)部機電系統(tǒng)。浙江大學李鐵峰等人從深海獅子魚“頭骨分散、融合于軟組織”的生理特征中提取仿生靈感，揭示了軟組織功能器件損傷和驅(qū)動失效的內(nèi)在機制。深海極壓條件下的機器人；他們提出硬設備分散和融合?？刂栖涃|(zhì)基底內(nèi)應力的方法，以及適應深海低溫高壓環(huán)境的電驅(qū)動人工肌肉融合制造方法；建立萬米深海軟機器人系統(tǒng)構(gòu)建方法和驅(qū)動理論。研發(fā)的自動力軟體機器人成功挑戰(zhàn)馬里亞納海溝，實現(xiàn)深海下潛和行駛米，實現(xiàn)南海海平面以下3224米深海航行。該研究顯著降低了深海機器人的重量和經(jīng)濟成本，推動了軟體機器人在深海工程中的應用。

2021年中國十大科學進展10：北極游隼遷徙路線成因及長距離遷徙關(guān)鍵基因?？萍疾扛呒夹g(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）供圖

——揭示了鳥類遷徙路線的成因和長距離遷徙的關(guān)鍵基因。“遷徙生物如何發(fā)現(xiàn)它們的遷徙路線？”一直是社會和學術(shù)界廣泛關(guān)注的話題，也是《科學》（科學）雜志中最具挑戰(zhàn)性的125個科學問題之一。中國科學院動物研究所詹湘江等人歷時12年，利用衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)和基因組信息，建立了北極游隼遷徙研究體系。他們發(fā)現(xiàn)游隼主要使用五種路線穿越歐亞大陸。西部游隼表現(xiàn)為短距離長距離遷徙，東部游隼則表現(xiàn)為長距離遷徙。末次盛冰期到全新世過渡期間，冰川退縮引起的繁殖和越冬地區(qū)的變化可能是遷徙路線形成的主要歷史原因。研究還發(fā)現(xiàn)，遷徙距離較長的游隼攜帶與長期記憶形成相關(guān)的基因ADCY8的顯性等位基因，表明長期記憶可能是鳥類長距離遷徙的重要基礎。本研究結(jié)合遙感衛(wèi)星跟蹤、基因組學、神經(jīng)生物學等研究方法，通過多學科綜合分析方法，闡明鳥類遷徙路線變化的原因和遺傳基礎。

中國十大科學進展評選活動由科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）牽頭。迄今已成功舉辦17屆。旨在展示我國重大基礎研究的科學進展，激發(fā)廣大科技工作者的科學熱情和積極性。奉獻精神，開展基礎研究科學普及，促進公眾對基礎研究的理解、關(guān)心和支持，在全社會營造良好的科學氛圍。

中國十大科學進展評選過程分為推薦、初選和終選三個環(huán)節(jié)。2021年，《中國基礎科學》、《科技導報》、《中國科學院院刊》、《中國科學基金》、《科學通報》等5個編輯部共推薦科研進展310項。推薦的科學進展時間均為2020年12月1日至2021年，研究成果在11月30日前正式發(fā)表或完成。2021年12月，2021年中國十大科學進展初審會組織專家從310項進展中評選出30項進展。建議最終選擇的科學進展。最終評選邀請了中國科學院院士、中國工程院院士、國家重點實驗室主任、總體專家組成員、項目負責人以及國家重點研發(fā)計劃相關(guān)重點項目項目負責人等3500余人。計劃，原973計劃顧問組和顧問組的專家，以及該項目的首席科學家。知名專家學者對30項候選科學進展進行網(wǎng)絡投票，得票最多的前10項入選“2021年中國十大科學進展”。（超過）