2021年度中国科学十大进展揭晓:天问一号、中国空间站等入选

本文转自:人民网
人民网北京2月28日电 (赵竹青)2月28日 , 科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布2021年度中国科学十大进展:火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星;中国空间站天和核心舱成功发射 , 神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接;从二氧化碳到淀粉的人工合成;嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘;揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒药物机制;FAST捕获世界最大快速射电暴样本;实现高性能纤维锂离子电池规模化制备;可编程二维 62 比特超导处理器“祖冲之号”的量子行走;自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟;揭示鸟类迁徙路线成因和长距离迁徙关键基因等10项重大科学进展入选 。
1. 火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星
2021年5月15日7时18分 , 天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区 , 我国首次火星探测任务着陆火星取得成功 。任务采用了“气动减速-伞降减速-动力减速-着陆缓冲”四级串联减速技术路线 , 建立了设计迭代改进流程和多学科综合优化方法 , 提高了系统应对故障工况和进入条件极限拉偏下的安全着陆能力 。天问一号探测器着陆火星 , 是我国首次实现地外行星着陆 , 迈出了我国星际探测征程的重要一步 , 实现了从地月系到行星际的跨越 , 在火星上首次留下中国人的印迹 , 使我国成为第二个成功着陆火星的国家 , 是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展 。
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天问一号探测器
2. 中国空间站天和核心舱成功发射 , 神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接
2021年4月29日 , 中国空间站天和核心舱在海南文昌航天发射场发射升空 , 准确进入预定轨道 , 任务取得成功 。天和核心舱发射成功 , 标志着我国空间站建造进入全面实施阶段 , 为后续任务展开奠定了坚实基础 。6月17日 , 神舟十二号载人飞船发射成功 , 并与天和核心舱成功完成对接 , 顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3位航天员送入太空 , 这是天和核心舱发射入轨后 , 首次与载人飞船进行的交会对接 。我国的载人航天飞船脱离试验阶段 , 开始实现太空往返常态化 , 我国正式进入太空站时代 。10月16日 , 神州十三号载人飞船发射成功 , 并采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口 , 顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3位航天员送入太空 , 实现了我国载人飞船在太空的首次径向交会对接 。
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中国空间站模拟图
3. 从二氧化碳到淀粉的人工合成
淀粉是粮食最主要的组分 , 也是重要的工业原料 。中国科学院天津工业生物技术研究所马延和等报道了由11步核心反应组成的人工淀粉合成途径(ASAP) , 该途径偶联化学催化与生物催化反应 , 在实验室实现了从二氧化碳和氢气到淀粉分子的人工全合成 。通过从头设计二氧化碳到淀粉合成的非自然途径 , 采用模块化反应适配与蛋白质工程手段 , 解决了计算机途径热力学匹配、代谢流平衡以及副产物抑制等问题 , 克服了人工途径组装与级联反应进化等难题 。在氢气驱动下ASAP将二氧化碳转化为淀粉分子的速度为每分钟每毫克催化剂22 nmol 碳单元 , 比玉米淀粉合成速度高8.5倍;ASAP淀粉合成的理论能量转化效率为7% , 是玉米等农作物的3.5倍 , 并可实现直链和支链淀粉的可控合成 。该成果不依赖植物光合作用 , 实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成 。