2021年度中國科學十大進展發(fā)布 天問一號探測器成功著陸火星等重大突破入選

2022年2月28日，科學技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心(基礎(chǔ)研究管理中心)發(fā)布2021年度中國科學十大進展。火星探測任務(wù)天問一號探測器成功著陸火星、嫦娥五號月球樣品揭示月球演化奧秘等重大突破入選。

1. 火星探測任務(wù)天問一號探測器成功著陸火星

2021年5月15日7時18分，天問一號探測器成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)，我國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得成功。天問一號探測器著陸火星，是我國首次實現(xiàn)地外行星著陸，使我國成為第二個成功著陸火星的國家。

2. 中國空間站天和核心艙成功發(fā)射，神舟十二號、十三號載人飛船成功發(fā)射并與天和核心艙成功完成對接

2021年4月29日，中國空間站天和核心艙在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，準確進入預定軌道，標志著我國空間站建造進入全面實施階段。

6月17日，神舟十二號載人飛船發(fā)射成功，并與天和核心艙成功完成對接，順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波3位航天員送入太空，這是天和核心艙發(fā)射入軌后，首次與載人飛船進行的交會對接。

10月16日，神州十三號載人飛船發(fā)射成功，并采用自主快速交會對接模式成功對接于天和核心艙徑向端口，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3位航天員送入太空，實現(xiàn)了我國載人飛船在太空的首次徑向交會對接。

3. 從二氧化碳到淀粉的人工合成

淀粉是糧食最主要的組分，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)研究所馬延和等報道了由11步核心反應(yīng)組成的人工淀粉合成途徑(ASAP)，該途徑偶聯(lián)化學催化與生物催化反應(yīng)，在實驗室實現(xiàn)了從二氧化碳和氫氣到淀粉分子的人工全合成。

4. 嫦娥五號月球樣品揭示月球演化奧秘

中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所和中國科學院國家天文臺科學家利用過去十多年來建立的超高空間分辨率的定年和同位素分析技術(shù)，對嫦娥五號月球樣品玄武巖進行了精確的年代學、巖石地球化學及巖漿水含量的研究。結(jié)果顯示，嫦娥五號玄武巖形成于20.30±0.04億年，確證月球的火山活動可以持續(xù)到20億年前，比以往月球樣品限定的火山活動延長了約 8億年。這一結(jié)果為撞擊坑定年提供了關(guān)鍵錨點。

5. 揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒藥物機制

清華大學婁智勇、饒子和與上海科技大學高巖等發(fā)現(xiàn)并重構(gòu)了病毒“加帽中間態(tài)復合體”“mRNA加帽復合體”和“錯配校正復合體”，并闡明其工作機制。揭示了新冠病毒轉(zhuǎn)錄復制機器的完整組成形式;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，明確了帽結(jié)構(gòu)的合成過程，為發(fā)展新型、安全的廣譜抗病毒藥物提供了全新靶點。

6. FAST捕獲世界最大快速射電暴樣本

快速射電暴(FRB)是無線電波段宇宙最明亮的爆發(fā)現(xiàn)象。FRB 121102是人類所知的第一個重復快速射電暴，中國科學院國家天文臺李菂等使用“中國天眼”FAST成功捕捉到FRB 121102的極端活動期，最劇烈時段達到每小時122次爆發(fā)，累計獲取了1652個高信噪比的爆發(fā)信號，構(gòu)成目前最大的FRB爆發(fā)事件集合。

7. 實現(xiàn)高性能纖維鋰離子電池規(guī)模化制備

復旦大學彭慧勝、陳培寧等發(fā)現(xiàn)纖維鋰離子電池內(nèi)阻與長度之間獨特的雙曲余切函數(shù)關(guān)系，即內(nèi)阻隨長度增加并不增大，反而先下降后趨于穩(wěn)定。在此理論指導下構(gòu)建的纖維鋰離子電池具有優(yōu)異且穩(wěn)定的電化學性能，能量密度較過去提升了近2個數(shù)量級，彎折10萬次后容量保持率超過80%;建立的世界上首條纖維鋰離子電池生產(chǎn)線。

8. 可編程二維62比特超導處理器“祖沖之號”的量子行走

中國科學技術(shù)大學朱曉波、潘建偉等通過研發(fā)兼容平面工藝的三維引線技術(shù)，實現(xiàn)了量子比特結(jié)構(gòu)從一維向二維的拓展，設(shè)計并制作了一個由62個比特組成的8×8的二維結(jié)構(gòu)超導量子比特陣列，構(gòu)建了“祖沖之號”量子計算原型機，并通過該裝置演示高保真的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可編程性，實現(xiàn)了量子比特激發(fā)粒子行走路徑的精確調(diào)控，在固態(tài)量子芯片實現(xiàn)了馬赫-曾德爾干涉儀。

9.自供電軟機器人成功挑戰(zhàn)馬里亞納海溝

深海機器人與裝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)。浙江大學李鐵風等從深海獅子魚“頭部骨骼分散融合在軟組織中”這一生理特性提取仿生靈感，揭示了深海極端壓力條件下軟機器人功能器件破壞及驅(qū)動失效的內(nèi)在機制;提出了硬質(zhì)器件分散融入軟基體實現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力調(diào)控的方法，以及適應(yīng)深海低溫、高壓環(huán)境的電驅(qū)動人工肌肉融合制造方法;建立了萬米深海軟機器人的系統(tǒng)構(gòu)造方法和驅(qū)動理論。

10. 揭示鳥類遷徙路線成因和長距離遷徙關(guān)鍵基因

“遷徙生物如何發(fā)現(xiàn)其遷徙路線?”一直是社會和學術(shù)界廣泛關(guān)注的議題，也是《Science》雜志125個最具挑戰(zhàn)性科學問題之一。中國科學院動物所詹祥江等歷時12年，利用衛(wèi)星追蹤數(shù)據(jù)和基因組信息，建立了一套北極游隼遷徙研究系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)游隼主要使用5條路線穿越亞歐大陸，西部游隼表現(xiàn)為短距離遷徙，東部為長距離遷徙。在末次冰盛期到全新世的轉(zhuǎn)換過程中，冰川消退所導致的繁殖和越冬地變遷，可能是遷徙路線形成的主要歷史原因。研究還發(fā)現(xiàn)遷徙距離更長的游隼攜帶ADCY8優(yōu)勢等位基因，該基因與長時記憶形成有關(guān)，表明長時記憶可能是鳥類長距離遷徙的重要基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 2021年度 中國科學 十大進展發(fā)布 進展發(fā)布