3月15日,国家科技传播中心学术发展讲堂航天航空专场开播。活动以“航天航空——逐梦苍穹,铸就强国之路”为主题,邀请清华大学航天航空学院教授、欧洲科学与艺术学院院士(EASA)庄茁,蓝箭航天火箭研发部总经理、朱雀二号副总师、朱雀三号总指挥戴政,中国科学院国家空间科学中心研究员刘勇,北京爱太空科技、星众空间联合创始人白瑞雪,共同探讨航天航空领域的前沿进展、关键问题以及未来发展方向。活动吸引来自航天航空领域相关高校院所、科技企业150余位代表现场参加。
清华大学航天航空学院教授、欧洲科学与艺术学院院士(EASA)庄茁
主旨演讲环节,庄茁以《逐梦苍穹,铸就强国之梦》为主题,鉴于空天飞行器高安全、长寿命与轻量化之间的强约束关系,围绕“断裂控制”核心问题,详细阐述了如何利用基于连续体的壳体断裂扩展有限元技术、变截面壳体结构裂纹预测防控、引导驱动系列技术,实现对结构裂纹的能“阻”能“疏”、可“调”可“控”。针对工科研究生教育,他认为,面临从学科导向转向产业需求导向、从专业分割转向跨界融合、从适应社会需求转向主动引领发展三大转型,应更加注重培养学生的创意、创新及创业能力,全球胜任力,工程实践能力,职业道德与社会责任感。
北京爱太空科技、星众空间联合创始人白瑞雪
对谈环节,白瑞雪作为嘉宾主持,与庄茁、戴政、刘勇深度对话,围绕航天工程的技术难点、空间物理研究的重点领域、商业航天的未来机遇等议题展开详细的讨论和交流。
在航天技术全球竞争格局方面,嘉宾们深入剖析了我国航天的阶段性特征。庄茁提到,我国空间站结构承载比达22%,优于国际空间站的技术指标,设计寿命达到国际领先水平,返回式火箭等个别领域的技术差距仅需数年即可赶上。戴政认为,运载火箭领域仍存在客观差距,但通过甲烷燃料+不锈钢材料的正向设计路径,可规避传统技术迭代弯路。刘勇以深空探测为例补充,我国探月工程实现月背着陆采样等多项人类首次,火星探测“绕、落、巡”一次成功,这些成就表明了中国航天的后发优势。
蓝箭航天火箭研发部总经理、朱雀二号副总师、朱雀三号总指挥戴政
在可重复使用火箭领域,戴政解析运载火箭核心技术难点。他指出,火箭的本质是“多约束条件下的极限系统”,在整体设计上需要做到极致精细、“克克计较”。他提到,发动机大范围推力调节和多次点火,以及大范围速度、高度变化下的高精度制导技术是返回式火箭的两大核心关键技术,需要综合一系列的力学与控制问题。他认为,航天是只有0和1的行业,验证周期长且容错率极低。
在商业航天产业化方面,戴政从成本的角度,以蓝箭航天实践为例,提出“垂直整合”模式,如引入新能源汽车产业的车规级元器件替代宇航级部件实现成本降低、构建“设计-验证-迭代”闭环体系缩短研发周期。庄茁认为,随着低空经济发展的大趋势,在城市规划、物流等方面,遥感、导航等航天技术将作为重要的支撑。刘勇则预见,在登上太空成本降低后,或可利用地轨星座实现天地一体化的地球态势感知,进行灾害预警及其他地球环境探测。
围绕航天科技对科学研究的赋能,刘勇指出,我国探月、探火工程的种种成就使我国在地外天体原位探测数据能力上实现跃升。相较于美国探月早期的十余次失败,我国在成功率上的提升为研究月球、火星环境提供了重要的数据支撑。在深空探测领域,天问系列规划已延伸至小行星采样、木星系探测,这将填补太阳风与行星磁场相互作用等研究的空白。
中国科学院国家空间科学中心研究员刘勇
在航天事业终极价值探讨中,嘉宾们形成多维认知共识。庄茁指出,航天是大国战略安全的基石,没有选择余地,没有航天就没有国际地位,也没有战略安全。戴政引用齐奥尔科夫斯基的名言,阐明地球资源有限,航天是人类突破资源边界的必然选择。刘勇提出了航天技术的“溢出效应”:航天技术的发展将推动整个科技的发展。白瑞雪认为,航天的终极使命是为了实现人类作为已知宇宙中的唯一智慧生命在宇宙中的物种延续,而航天技术的发展是向宇宙探索的前提条件。
活动最后,嘉宾们对面临求学择业的青年学子也给出了建议。庄茁认为,航天航空领域需要避免过于专一的人才培养,未来的航天发展需要复合型人才,即具备交叉学科和人工智能的知识。嘉宾们建议学生关注航天领域的最新进展,积极参与相关活动,拓宽视野,关注航天技术与人工智能等新兴技术的交叉融合。
国家科技传播中心学术发展讲堂是中国科协最新推出的一档学术栏目,突出前沿性、思辨性和传播性,面向科技工作者尤其是青年科技工作者,传播学术领域的前沿发展动态。讲堂将持续邀请战略科学家、一流科技领军人才和创新团队,亲自讲述突破传统的前沿探索、卓有成效的改进方法、颠覆认知的创新理论以及改写行业规则的研究成果。
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