面向未来的宇航科技：2020—2022年度宇航领域科学问题和技术难题解读

　　问题是科学发现的重要先导，是科学研究的核心基础，是科技创新的关键环节，也是解密技术难题的钥匙。中国宇航学会联合中国航天科技集团公司研究发展部，自2020年开始组织开展宇航领域重大科学问题和工程技术难题的征集与发布活动，充分尊重航天科技专家对宇航领域前沿的敏感性和探索精神，引导航天科技工作者面向世界前沿、面向国家重大需求，研判趋势识别问题，并对问题、难题进行追踪与研究，在宇航领域引起强烈反响。 该书将向读者集中呈现三年来所发布宇航领域科学问题、技术难题和工程问题的具体解读，努力打造科学问题和原创技术的策源地，扩大社会影响力，让航天科技工作者把握世界宇航发展前沿，让社会各界了解航天知识，让更多的青年朋友树立航天梦想。

　　王巍，中国科学院院士，国际宇航科学院院士，现任中国航天科技集团有限公司研究发展部部长。导航、制导与控制专家。获国家技术发明奖2项，国家科技进步奖2项，省部级科技奖励8项，并获何梁何利科技进步奖、中国政府出版奖——图书奖、国家新闻出版总署“三个一百"原创图书奖等多项奖励，先后被授予中国载人航天工程突出贡献者奖章等多项荣誉称号。

问题、创新与未来（代引言） 1
第一篇　2020 年宇航领域科学问题和技术难题解读 31
一　外日球层与星际空间的环境特性及其相互作用 33
二　可重复使用空天飞机热防护材料及寿命预测 47
三　核动力航天器及工程应用 59
四　面向空间超大型天线结构的在轨增材制造技术 75
五　空间碎片清除中的核心技术 89
六　基于深度强化学习的空间操控技术 107
七　水平起降运载器与组合动力一体化设计技术 123
八　超大型空间光学装置在轨组装与维护技术 139
九　与 5G/6G 技术融合发展的卫星互联网络通信技术 157
十　航天器与地面甚长基线天线阵协同探测技术 171
第二篇　2021 年宇航领域科学问题和技术难题解读 181
一　太阳磁场周期性反转与太阳全球磁场探测 183
二　星系生态环境中的反馈效应及“重子缺失”问题 199
三　利用太空原位资源实现人类长期地外生存 213
四　空间准绝对零度超低温热管理技术 225
五　可重复使用液体火箭发动机设计技术 239
六　基于核聚变推进系统的空间飞行器设计技术 251
七　大空域跨速域高速飞行器气动布局设计方法与技术 265
八　吸气式飞行器内外流耦合声振环境评估与预示技术 285
九　地球同步轨道星地全天时安全通信技术 297
十　空间高压大功率发电与电力管理技术 311
第三篇　2022 年宇航领域科学问题和技术难题解读 323
一　宇宙物理动力学效应及“动力获取”问题 32
二　太阳系外宜居行星与生命标记及其搜寻、证认方法 343
三　航班化航天运输系统关键技术 355
四　近地小行星快速监测预警与防御技术 369
五　面向地外生存的人工光合成材料制备及应用 383
六　远距离大功率无线能量传输技术 393
七　利用月壤资源实现月面原位建造 405
八　跨域飞行器的强适应控制技术 417
九　基于天地学习泛化的空间星群智能自主协同作业技术 431
十　地球高空大气流场演变规律的高精度预测技术 447
附　录　国际宇航科学院近 10 年前沿科学问题和技术难题 459
参考文献 478