吴伟仁院士：深空探测正从“短期访问”走向“长期驻留”｜院士上封面

封面新闻记者 边雪

人类正在把目光从近地轨道，一步步推向月球、火星，乃至更远的深空。

“月球和火星，是深空探测的两大重点。”近日，中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁在第四届深空探测（天都）国际会议上，系统总结国际深空探测最新成果、分析研判四大发展趋势，梳理六大前沿技术发展方向，并向国际伙伴发出合作倡议。

中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁。（主办方供图）

在吴伟仁看来，月球是地球的唯一天然卫星，蕴藏各种独特资源，是进入深空的理想基地和前哨站。目前，中国的嫦娥六号已经实现人类首次月背采样返回。火星则是与地球最为相似的类地行星，具有稀薄的大气，季节分明，昼夜交替，可能曾有过能孕育生命的气候条件。中国的天问三号将执行人类首次火星采样返回任务，首要目标是探寻火星潜在生命痕迹。

月球和火星，依然是“兵家必争之地”

截至今年8月，世界各国共实施了300余次深空探测任务。吴伟仁的判断很明确：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。

今年4月，美国阿尔忒弥斯2号成功完成1972年以来首次载人绕月飞行。4名宇航员搭乘“猎户座”飞船，展开为期10天的绕月之旅。

这不仅是时隔半个多世纪人类再次踏上奔月之路，更验证了生命保障和深空通信等关键技术。而在同一次任务中，科学家将宇航员自身骨髓细胞制成的“器官芯片”送入深空：一块随飞船暴露在范艾伦辐射带以外的宇宙射线中，另一块留在地面作为对照。通过基因层面的差异对比，科学家希望精准揭示深空环境对人体的损伤机制。

今年8月，DRO-A星成功在超过40万公里的地月距离实现双向高速激光通信。地月之间的“信息高速路”打通了。中国科学院空间应用中心研究员杨雷说，科研团队花了五年时间，攻克了深空激光通信领域长期面临的“三座大山”：瞄准精度苛刻、信号衰减到极致、传输速率难以提升。如今，上行1.25兆比特每秒、下行100兆比特每秒的通信速率已经初步实现。

火星那边同样热闹。美国的“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，累计行驶超过45公里。中国“天问三号”计划2028年前后发射，2031年前后携火星样品返回地球，有望成为人类历史上首个火星取样返回任务。

中国科学院院士、天问三号任务首席科学家侯增谦透露，任务已转入初样研制阶段，预计2026年底确定最终着陆区。中国首个行星保护实验室也正在合肥深空科学城同步建设。

四大趋势：从“打卡”到“安营扎寨”

吴伟仁在报告中梳理了深空探测的四大发展趋势，最引人注目的变化，是探测方式由短期访问向长期驻留转变。

今年3月，NASA宣布了月球基地“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。中国则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。

深空探测实验室执行主任史平彦在会议期间打了个比方：技术发展让原位资源利用变得可行，深空探测将从“带足干粮去打卡”变成“学会在荒野种地生存”，从“到此一游的探险”升级为“安营扎寨式的驻留”。

第二个趋势是探测目标从“技术可达”转向“科学与应用并重”。美国“灵神星”探测器预计2029年抵达一颗富含稀贵金属的独特小行星，开展资源详查；中国“嫦娥七号”将着陆月球南极，进入永久阴影区寻找水冰存在的直接证据。8月30日刚发射的罗曼望远镜，视场和巡天速率是哈勃望远镜的100倍。

第三个趋势，是探测活动从单一国家向多国合作转变。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。而中国在“嫦娥”和“天问”系列任务中，也在深入推进多形式、多层级、深耦合的国际合作。

记者注意到，就在本届会议上，深空探测实验室分别与泰国、塞尔维亚等国的机构揭牌成立了联合实验室。

第四个趋势是商业航天崛起。美国太空探索与蓝色起源两家商业航天公司共同承担阿尔忒弥斯计划中的月球着陆关键任务。中国这边，蓝箭航天的“朱雀三号”今年8月成功实现火箭一子级陆地垂直回收：这是中国首次入轨级运载火箭着陆腿垂直回收。低成本、高频次的航班化运输体系，正在从图纸走向现实。

六大挑战：深空不只有浪漫

相比近地空间，深空是另一个世界：极远距离、极弱光照、极低温度、极强辐射。吴伟仁梳理了六大前沿技术挑战。

空间核能排在首位。深空探测正向木星及以远区域拓展，太阳光强急速降低，核衰变、核裂变和核聚变能源技术将发挥不可替代的作用。新型动力紧随其后：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的技术已经开始涌现。智能航行、极限测控通信、智能作业机器人、地外天体生存，每一项都是“硬骨头”。

吴伟仁在报告最后向全球伙伴发出了合作倡议：凝聚全球智慧与力量，迈向星际航行，寻觅天外绿洲。

而这场远征，刚刚开始。