美更新未来30年新兴科技趋势报告，太空科技入选10大核心趋势

　　作者：李明 宋婷婷 范全林中国科学院国家空间科学中心 空间科学与深空探测规划论证中心
　　美国作为世界科技强国，历来高度重视发展战略研究，近年来持续对未来科技趋势进行了研判。已更新至第四版的《2017-2047年新兴科技趋势》报告就是一个非常值得关注的个案。太空科技连续入选该报告10大跨领域的核心趋势，这说明经过60年的发展，世界航天依然保持着旺盛的创新活力和对经济社会发展的关键地位。
　　▲图 1美国2017-2047年新兴科技趋势报告
　　新兴科技趋势报告是在美国自2010年以来由政府部门、咨询机构、科研机构和智库等发表的科技趋势相关研究和调查报告基础上提炼形成的，由美国陆军发布，报告原本立足于了解影响未来的作战环境、塑造未来30年的作战能力，但实际效果显著增值，既能帮助美国相关部门对未来30年可能影响国家力量的核心科技有一个总体上的把握，又为国家及社会资本指明科技投资的方向，以确保美国在未来世界中的战略优势。
　　2017~2047年第四版版报告通过对947项科技趋势的综合比对分析，并借助自然语言处理（NLP）技术，提出了10项贯通各领域的新兴科技趋势，太空科技赫然在列，其他还包括量子计算、机器人和人工智能、先进材料和制造、应对气候变化的技术等。报告指出，航天时代始自1957年人类第一颗人造地球卫星发射升空，但太空仍然是一片基本上未得到充分利用的疆域，正在进入前所未有的蓬勃发展阶段。航天国家近几年在卫星制造/机器人探测、先进空间推进、轻量化材料、增材制造（3D打印）、元器件小型化、低成本商业航天飞行等方面的重要进展表明，太空科技仍将是未来30年技术创新的一个重要焦点。
　　▲图 2利用＂墨子号＂实现首次洲际量子保密通信（图片来源：中国科学院）
　　在进入太空方面，美国太空探索技术公司（SpaceX）、美国蓝色起源（Blue Origin）等新兴商业航天公司已经实现了可重复使用火箭发射/回收等颠覆式创新技术，极大地降低了载人航天飞行和卫星发射进入太空的价格，开启了低成本太空探索的新时代。
　　▲图 3 SpaceX 首次海上成功回收＂猎鹰9号＂一级火箭（图片来源：SpaceX）
　　在太空资源勘探和利用方面，小行星采矿是一种更具投机性且具有潜在变革性的新兴技术。报告估计，有15,000颗近地小行星可以利用目前或短期内可实现的空间技术进行开采，但要利用小行星采矿产生显著的经济效益，仍然存在重大的技术壁垒。例如，很难利用目前的地面和轨道传感器准确分析大多数小行星的组成，使得从小行星中回收矿物质的成本无法确定，导致难以吸引投资者的兴趣。随着商业航天发射成本的下降，加上中国和其他国家政府对空间技术投资的加大，小行星资源开采到2047年可能得以实现。
　　▲图 4隼鸟2号探测器首次降落小行星＂龙宫＂并采样（图片来源：JAXA）
　　在载人深空飞行方面，探索太空甚至移民月球、火星等地外宜居天体是现代人类长久的梦想。在未来的30年里，科技的进步将会带领人类重返月球；同时，人类登陆火星以及小行星资源开采和利用等宏伟的探索将可能实现。
　　▲图 5嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器首次登陆月背（图片来源：国防科工局）
　　报告列举了三项代表性的新兴使能太空科技趋势：可重复使用的运载工具、高度人工智能的探测器/着陆器/巡视器和就位制造技术、高可靠自修复的在轨航天器系统，并横向剖析了太空科技对空间基础设施、战略性新兴产业、太空资源利用和商业航天、全球气候变暖、空间安全和对抗等涉及各国社会、政治、经济、环境、国防等核心领域发展趋势的影响。
　　▲图 6中欧合作卫星任务：太阳风—磁层相互作用全景成像卫星（SMILE）
　　众所周知，军事科技往往早于民用科技，并且会逐渐变为民用，代表了人类最高水平的文明成果。我国正在建设科技强国，航天强国，强调要加强重大创新领域战略研判和前瞻部署。美国《2017-2047年新兴科技趋势》关于太空科技未来30年发展趋势的研判，值得我国航天部门及空间科技界的关注。