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2016年中國、世界十大科技進展新聞揭曉

時間:2017-01-03來1源:未知 作者:91boshi

  由中國科學院、中國工程院主辦,中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦,中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2016年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞,2016年12月31日在京揭曉。

入選新聞囊括了一年來最重要的科學發現和技術突破。

入選的2016年中國十大科技進展新聞分別是:成功發射世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”;全球最大單口徑射電望遠鏡在貴州落成啟用;長征五號首飛成功;神舟十一號飛船返回艙成功著陸,兩名航天員安全回家;領銜繪制全新人類腦圖譜;我國首獲超算應用最高獎;率先破解光合作用超分子結構之謎;“海斗”號無人潛水器創造深潛紀錄;利用超強超短激光成功獲得“反物質”;首次揭示水的核量子效應。

入選的2016年世界十大科技進展新聞分別是:科學家宣布發現引力波,廣義相對論最后預言獲證;迄今最精確銀河系三維地圖問世,發現銀河系面積大于預期;新技術可讓數據存儲時間逼近“永恒”;碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管;3D生物打印新技術向人造器官移植邁出一大步;科學家首次用化合物把皮膚細胞轉化為心腦細胞;科學家首次實現同處兩地的“薛定諤貓”——量子雙模式貓態;科學家徹底改寫細菌基因組,成功減少大腸桿菌遺傳密碼子;天文學家在太陽系外發現潛在宜居行星;美火箭首次在船上軟著陸,充氣式太空艙飛往空間站。

這次評選出的中國十大科技進展新聞和世界十大科技進展新聞,在科學和技術意義上不一定是最前沿的10項,但它反映了兩院院士們關注的一些科學成果,反映了當前中國科學界和工程技術界比較關注的問題?梢钥吹,他們不僅重視認識客觀世界,同樣重視用科技造福人類,解決人們面臨的生存和發展問題。

據悉,此項年度評選活動至今已舉辦了23次。評選結果經新聞媒體廣泛報道后,在社會上產生了強烈反響,使公眾進一步了解國內外科技發展的動態,對宣傳、普及科學技術起到了積極作用。

2016年中國十大科技進展新聞是:

新華社記者 金立旺 攝

1. 成功發射世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號” 8月16日1時40分,長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空。這將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信,構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。首席科學家潘建偉院士率領團隊完成自主研發的量子衛星突破了一系列關鍵技術,包括高精度跟瞄、星地偏振態保持與基矢校正、星載量子糾纏源等。工程由中科院國家空間科學中心、中國科學技術大學、中科院上海微小衛星創新研究院、中科院上海技術物理研究所、對地觀測與數字地球科學中心等單位聯合完成。量子衛星的成功發射和在軌運行,將有助于我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位,實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升,對于推動我國空間科學衛星系列可持續發展具有重大意義。

新華社記者 劉續 攝

2. 全球最大單口徑射電望遠鏡在貴州落成啟用 有著超級“天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠鏡,9月25日在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成,開始接收來自宇宙深處的電磁波,這標志著我國在科學前沿實現了重大原創突破。該工程由我國天文學家于1994年提出構想,從預研到建成歷時22年,是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。眾多獨門絕技讓其成為世界射電望遠鏡中的佼佼者,這也將為世界天文學的新發現提供重要機遇。作為國家重大科技基礎設施,“天眼”工程由主動反射面系統、饋源支撐系統、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等幾大部分構成。主動反射面是由上萬根鋼索和4450個反射單元組成的球冠型索膜結構,其外形像一口巨大的鍋,接收面積相當于30個標準足球場。

人民日報記者 雷聲 攝

3. 長征五號首飛成功 11月3日20時43分,我國最大推力新一代運載火箭長征五號首次發射成功,標志著我國運載能力已進入國際先進行列,中國正由航天大國邁向航天強國。長征五號代表了我國運載火箭科技創新的最高水平,填補了大推力無毒無污染液體火箭發動機的空白,實現了異型發動機起飛技術的重大突破。它也是實現未來探月工程三期、載人空間站、首次火星探測任務等國家重大科技專項和重大工程的重要基礎和前提保障。2017年嫦娥五號落月采樣返回、2018年發射空間站核心艙、2020年發射火星探測器等任務都將依靠長征五號來實現。

新華社記者 李剛 攝

4. 神舟十一號飛船返回艙成功著陸 2名航天員安全回家 11月18日13時59分,神舟十一號飛船返回艙在內蒙古中部預定區域成功著陸,執行飛行任務的航天員景海鵬、陳冬身體狀況良好,天宮二號與神舟十一號載人飛行任務取得圓滿成功。神舟十一號飛船于10月17日7時30分發射升空,隨后與天宮二號對接形成組合體,兩名航天員進駐天宮二號,進行了為期30天的駐留。在執飛期間,完成了一系列空間科學實驗和技術試驗。這是我國組織實施的第6次載人航天飛行,也是改進型神舟載人飛船和改進型長征二號F運載火箭組成的載人天地往返運輸系統第二次應用性飛行。天宮二號與神舟十一號載人飛行任務圓滿成功,標志著我國載人航天工程實驗室階段任務取得具有決定性意義的重要成果,為后續空間站建造運營奠定了更加堅實的基礎。

圖片來源:中科院自動化所

5. 領銜繪制全新人類腦圖譜 中國科學院自動化研究所腦網絡組研究中心蔣田仔團隊聯合國內外其他團隊成功繪制出全新的人類腦圖譜,即腦網絡組圖譜,在國際學術期刊《大腦皮層》上在線發表。研究團隊突破了100多年來傳統腦圖譜繪制的瓶頸,提出“利用腦結構和功能連接信息”繪制腦網絡組圖譜的全新思路和方法。圖譜包括246個精細腦區亞區,比傳統的Brodmann圖譜精細4到5倍,具有客觀精準的邊界定位,第一次建立了宏觀尺度上的活體全腦連接圖譜。腦網絡組圖譜為理解人腦結構和功能開辟了新途徑,并對未來類腦智能系統的設計提供了重要啟示,也將為神經及精神疾病的新一代診斷、治療技術奠定基礎,并為腦中風損傷區域及癲癇病灶的定位、神經外科手術中的腦膠質瘤精確切除等提供幫助,提高診斷質量與治療效果。

圖片來源:中國科學院網站

6. 我國首獲超算應用最高獎 由中國科學院軟件所與清華大學、北京師范大學等單位合作的“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”獲得國際高性能計算應用領域最高獎——“戈登貝爾獎”。科研團隊提出一套適應于異構眾核環境的全隱式求解器算法,一方面可帶來長時間數值模擬效率的提升,另一方面也充分發掘“神威•太湖之光”的強大計算能力。“神威•太湖之光”系統自6月20日發布以來,國內外多個應用團隊項目通過使用該系統獲得突破,已取得100多項應用成果,涉及氣候氣象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、藥物、生命科學等19個應用領域。首次獲得超算應用最高獎標志著我國科研人員正將超級計算的速度優勢轉化為應用優勢,表明中國超算取得速度優勢的同時,在應用領域也正不斷縮小與世界先進水平的差距。

新華社記者 才揚 攝

7. 率先破解光合作用超分子結構之謎 中國科學院生物物理所的研究團隊在光合作用研究中獲得重要突破,在國際上率先解析了高等植物菠菜光合作用超級復合物的高分辨率三維結構。該項研究工作發表于5月出版的《自然》雜志上;诮Y構的光合作用機理研究具有重要的理論意義,同時也將為解決能源、糧食、環境等問題提供具有啟示性的方案。研究團隊通過單顆粒冷凍電鏡技術,利用最新的單顆粒冷凍電鏡技術,在3.2埃(1埃=0.1納米)分辨率下解析了高等植物(菠菜)光系統Ⅱ-捕光復合物Ⅱ超級膜蛋白復合體的三維結構,率先破解了光合作用超分子結構之謎,獲得了其與外周捕光天線之間相互裝配原理和能量傳遞過程相關的重要結構信息,為實現光能向清潔能源氫氣轉換提供具有啟示性的方案。

圖片來源:中國科學院網站

8. “海斗”號無人潛水器創造深潛紀錄 “探索一號”科考船于6月22日至8月12日在馬里亞納海溝挑戰者深淵開展了我國首次綜合性萬米深淵科考。我國自主研制的“海斗”號無人潛水器成功進行了一次八千米級、兩次九千米級和兩次萬米級下潛應用,最大潛深達10767米,創造了我國無人潛水器的最大下潛及作業深度紀錄,使我國成為繼日、美兩國之后第三個擁有研制萬米級無人潛水器能力的國家。此項成果考取得了一系列重要突破,表明萬米深海已不再是我國海洋科技界的禁區,是繼蛟龍號七千米海試成功后又一個海洋科技的里程碑。我國首次萬米深淵科考的成功宣示了我國深海科技創新能力正在實現從“跟蹤”為主向“并行”“領先”為主轉變,為全面實現國家“十三五”重點研發計劃部署的萬米載人/無人深潛的戰略目標邁出了第一步。

圖片來源:中科院上海光機所

9. 利用超強超短激光成功獲得“反物質” 中國科學院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室利用超強超短激光,成功產生反物質——超快正電子源,這一發現將在材料的無損探測、激光驅動正負電子對撞機、癌癥診斷等領域具有重大應用。相關研究成果已于3月發表在《等離子體物理》雜志上。此次反物質的獲得經歷了一個相對復雜的過程和優化,解決了伽馬射線帶來的噪聲問題,利用正負電子在磁場中的不同偏轉特性,最終成功觀測到正電子。未來,在高能物理、材料無損探測、癌癥診斷領域有應用前景,由于其脈寬只有飛秒量級,可使探測的時間分辨大大提高,進而研究物質性質的超快演化。

圖片來源:北京大學

10. 首次揭示水的核量子效應 中國科學院院士王恩哥與北京大學教授江穎領導的課題組在國際上首次揭示了水的核量子效應,從全新的角度詮釋了水的奧秘。相關研究成果于4月15日刊發在《科學》雜志上。氫核的量子化研究無論對于實驗還是理論都非常具有挑戰性。研究團隊在相關實驗技術和理論方法上分別取得突破,實現了單個水分子內部自由度的成像和水的氫鍵網絡構型的直接識別,并在此基礎上探測到氫核的動態轉移過程。研發了一套“針尖增強的非彈性電子隧穿譜”技術,在國際上首次獲得了單個水分子的高分辨振動譜,并由此測得了單個氫鍵的強度。氫核的“非簡諧零點運動”會弱化弱氫鍵,強化強氫鍵,這個物理圖像對于各種氫鍵體系具有相當的普適性,澄清了學術界長期爭論的氫鍵的量子本質。

2016年世界十大科技進展新聞是:

圖片來源:新華社

1. 科學家宣布發現引力波 廣義相對論最后預言獲證 美國科學家2月11日宣布第一次直接探測到引力波的存在。引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”,它的發現是物理學界里程碑式的重大成果。美國和歐洲的兩個引力波探測項目的研究人員6月15日在加利福尼亞州圣迭戈再一次宣布,他們“非常清晰”地再次探測到“時空漣漪”——引力波的存在。之所以探測到引力波信號與宣布發現之間隔了一段時間,是因為科學家還要分析和確認相關數據。在美國《物理學評論通訊》雜志上發表的研究結果中,科學家探測到來自兩個黑洞合并而產生的引力波信號。這兩個黑洞位于距地球14億光年外,在合并前的質量分別相當于大約8個和14個太陽,合并后的總質量相當于約21個太陽,其中約1個太陽的質量變成能量,在合并過程中以引力波的形式釋放。

圖片來源:鳳凰科技

2. 迄今最精確銀河系三維地圖問世 發現銀河系面積大于預期 科學家以前所未有的精度繪制了銀河系三維地圖。這一研究成果標明,人類所處的這個星系的面積比科學家之前預想的大得多。歐洲空間局(ESA)于9月14日在位于西班牙馬德里的歐洲空間天文學中心,發布了蓋亞星相圖項目的第一批數據。新的目錄包含11億顆恒星在宇宙中的位置,而其中的4億顆恒星是之前從未觀測到的。對于許多恒星而言,其定位精度達到了300毫角秒——相當于在30公里的距離外觀看一根頭發的寬度,這將幫助天文學家更好地確定銀河系的三維布局。通過將新的測量結果和之前ESA的依巴谷衛星的數據相結合,研究人員能夠獲得一個由200萬顆恒星構成的子集的準確距離和運動方式,從而為研究其物理特性及銀河系重力場提供更精確的信息。

圖片來源:網絡

3. 新技術可讓數據存儲時間逼近“永恒” 英國南安普敦大學研究人員發明了一種稱作“五維數據存儲”的技術,不僅可以存儲海量數據,存儲時間還可以超過百億年,可以說是逼近“永恒”。使用這種技術的單個存儲介質數據容量高達360太字節,遠遠高于目前主流硬盤的容量。這項技術利用飛秒激光在透明的石英介質中寫入數據。飛秒激光是一種以脈沖形式運轉的激光,持續時間非常短,只有幾個飛秒(1飛秒為10的負15次方秒)。石英介質中有納米結構點,這些結構點的空間三維位置、大小和朝向這5個性質都能被用來儲存信息,因此被稱作“五維數據存儲”。光在經過這些結構點時,其偏振特性等性質會被改變,因此借助光學顯微鏡和偏振鏡就能讀取相關數據。

圖片來源:鳳凰科技

4. 碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管 美國研究人員于9月6日宣布,他們成功制備出一種碳納米晶體管,其性能首次超越現有硅晶體管,有望為碳納米晶體管將來取代硅晶體管鋪平道路。硅是目前主流半導體材料,廣泛應用于各種電子元件。但受限于硅的自身性質,傳統半導體技術被認為已經趨近極限。碳納米管具有硅的半導體性質,科學界希望利用它來制造速度更快、能耗更低的下一代電子元件,使智能手機和筆記本電腦等設備的電池壽命更長、無線通信速率和計算速度更快。但長期以來,碳納米管用作晶體管面臨一系列挑戰,其性能一直落后于硅晶體管和砷化鎵晶體管。美國威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員在美國《科學進展》雜志上介紹了他們克服的多重困難。

圖片來源:網絡

5. 3D生物打印新技術向人造器官移植邁出一大步 研究人員在《自然-生物技術》雜志上報告說,利用新開發的3D生物打印系統打印出的人造耳朵、骨頭和肌肉組織,移植到動物身上后都能保持活性。這項技術未來發展成熟后,可能解決人造器官移植難題。當前,3D生物打印技術打印出來的器官組織通常在結構上非常不穩定、過于脆弱,無法用于外科移植手術,并且由于這些成品缺乏血管構造、尺寸也偏小,即便移植,器官也不容易獲取氧和營養物質,很難存活。針對上述問題,研究團隊改進了現有3D生物打印技術,開發出“組織和器官集成打印系統”(ITOP)。這一新開發的3D生物打印系統,可將含有活性人體或動物細胞的水基凝膠與可生物降解的聚合材料結合作為打印材料,有助于人造器官形成穩定結構。

圖片來源:新華社

6. 科學家首次用化合物把皮膚細胞轉化為心腦細胞 美國研究人員利用化合物把皮膚細胞成功轉化為心肌細胞與腦細胞,這一重要突破為將來利用化學藥物修復和再生組織器官奠定基礎。這項研究由加利福尼亞大學舊金山分校華人科學家丁勝教授領導,其成果以兩篇論文的形式分別發表在美國《科學》雜志與《細胞-干細胞》雜志上。把皮膚細胞轉化為心肌細胞或腦細胞,從前用轉基因方法做到過,但用小分子藥物不僅可大大提高效率和速度,還可以避免給細胞添加基因可能導致的潛在危險,例如產生腫瘤。

圖片來源:騰訊科學

7. 科學家首次實現同處兩地的“薛定諤貓”——量子雙模式貓態 美國《科學》雜志5月26日發表一項研究,科學家在實驗中制造出一種狀態更加奇異的“薛定諤貓”,它同時存在于兩個箱子之中,這項成果朝研制實用可靠的量子計算機邁出了又一步。奧地利物理學家薛定諤在1935年提出著名的“薛定諤貓”佯謬。既死又活的貓在現實世界是荒謬的,但隨著量子力學的發展,科學家已經成功使多粒子構成的系統達到這種難以理解的量子“薛定諤貓”態。這項研究第一次給單模式貓態引入量子糾纏的元素,首次實現一種雙模式貓態。這是一個20年前就有所展望但是至今終于得以解決的難題。這項成果的實際用途在于量子計算,并對其他量子信息技術有所幫助,如量子通信、量子精密測量等。

圖片來源:BSIPUIG Via Getty Images

8. 科學家徹底改寫細菌基因組 成功減少大腸桿菌遺傳密碼子 合成生物學家日前報告了迄今為止意義最為深遠的一項細菌基因組重寫結果。這一進展包括重新利用了大腸桿菌3.8%的堿基對。研究人員在8月18日出版的美國《科學》雜志上發表了這一研究成果。研究人員換下了大腸桿菌64個遺傳密碼子(為氨基酸指定遺傳代碼的序列)中的7個。他們如今能夠通過在55個片段(每一個片段的長度為5萬個堿基對)中合成脫氧核糖核酸(DNA)從而減少遺傳密碼子的數量。研究人員還將這些碎片組裝到一個有功能的大腸桿菌中。這項研究是推動設計具有新屬性的生物體的重要一步,例如抵抗病毒的傳染性。這項研究是一個示范,表明此類徹底的再造工程是可行的。

圖片來源:中新網

9. 天文學家在太陽系外發現潛在宜居行星 一個國際團隊于8月24日在英國《自然》雜志網絡版上發表報告說,他們通過長期觀測發現,一顆環繞比鄰星運行的行星可能具有適合生命繁衍的環境。比鄰星是距太陽系最近的恒星,或許在不久的將來人類能夠發射探測器到這顆潛在宜居行星上探索生命痕跡。比鄰星位于半人馬座,是一顆紅矮星,距離太陽系約4.2光年。由于其表面溫度較低且顏色暗淡,人類無法用肉眼觀測到這顆“鄰居”恒星。來自英國、美國、法國、德國、智利等多國研究人員組成的國際團隊利用歐洲南方天文臺望遠鏡及其他機構設施觀測發現,比鄰星附近有行星運行的痕跡;隨后的多次觀測最終證實這顆名為“比鄰星 b”的行星確實存在。

圖片來源:新華社

10. 美火箭首次在船上軟著陸 充氣式太空艙飛往空間站 美國太空探索技術公司的“龍”飛船4月8日攜帶首個試驗性充氣式太空艙飛向國際空間站,這是該飛船在去年6月的爆炸事故后首次給空間站運送物資。同樣受關注的是,此次發射的運載火箭第一級在一艘無人船上成功實現軟著陸,這在火箭回收史上還是第一次。與以往發射一樣,太空探索技術公司再次嘗試將“獵鷹9”火箭第一級垂直降落在大西洋中一艘名為“當然,我依舊愛你”的無人船上。此前4次類似試驗均告失敗。該公司網上發布的視頻顯示,此次當火箭接近無人船時,它的速度逐漸減慢并不斷調整降落姿態,最后在箭體與甲板成90度角的那一刻穩穩降落,著陸點與船正中心位置僅有很小偏差。

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中國(按發布時間順序排列)

首款新能源飛機誕生

我國首款新能源飛機——銳翔RX1E電動雙座輕型運動類飛機成功完成低溫試飛試驗,同時進入量產階段。從項目立項到完成適航驗證、獲得生產許可證,不到4年時間里,銳翔RX1E創造了電動飛機研發領域的多項“第一”,為實現綠色航空提供了寶貴的技術經驗。由沈陽航空航天大學附屬的遼寧通用航空協同創新中心研發的銳翔RX1E是國內第一個具有自主知識產權的電動輕型運動飛機。該機性能優越,可廣泛用于飛行員培訓、觀光旅游飛行、高精度航拍航測等用途。銳翔RX1E已在沈陽法庫財湖機場交付使用4架,還有20多架訂單將于年內完成。銳翔RX1E電動飛機以鋰電池為能源,采用全復合材料機體結構,零污染,完全避免了傳統通用飛機使用化石燃料產生的污染問題。

首顆暗物質粒子探測衛星在軌交付用戶

3月17下午,暗物質粒子探測衛星“悟空”圓滿完成三個月的在軌測試任務,順利交付用戶單位。暗物質粒子探測衛星由中國科學院微小衛星創新研究院抓總研制,中國科學院國家空間科學中心負責衛星工程大總體及地面支撐系統工作,中國科學院紫金山天文臺負責科學應用系統研制、建設、運行,西安衛星測控中心負責衛星測控系統任務。截至當日,衛星在軌飛行92天,共探測到4.6億個高能粒子,完成了三分之二天區的掃描。衛星預計在軌工作三年,前兩年主要進行巡天觀測,后一年根據前兩年的觀測結果,進行定點掃描探測。該衛星于2015年12月17日上午8時12分發射升空,衛星順利進入預定轉移軌道。此次發射任務圓滿成功,標志著我國空間科學研究邁出重要一步。

全球首座四代核電站反應堆壓力容器吊裝成功

全球首座具有第四代核能系統安全特征的20萬千瓦高溫氣冷堆核電站——山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程,反應堆壓力容器3月20日在華能石島灣核電廠吊裝成功。本次吊裝的壓力容器高約25米,重約610噸,是目前世界上制造難度最大、尺寸最大、重量最重的核電站壓力容器,填補了中國核電設備制造的一項空白,標志著我國在高溫氣冷堆示范工程建設和核電裝備制造兩方面均取得重大突破,也為高溫氣冷堆商業化推廣提供了堅實保障。除壓力容器之外,高溫氣冷堆示范電站的主氦風機和蒸發器等核心部件均實現國產。高溫氣冷堆具有第四代安全特征,代表整個核電行業的技術進步,對中國從核電大國邁入核電強國具有重大戰略意義。

水下機器人對“海底黑煙囪”探測取得突破

由中科院沈陽自動化研究所研發的水下機器人“潛龍二號”成功地對西南印度洋脊上的熱液活動區開展了試驗性應用探測。在這種被稱為“海底黑煙囪”的復雜地帶,“潛龍二號”獲得了熱液區的地形地貌數據、發現多處熱液異常點,拍攝到硫化物、玄武巖和海洋生物等大量照片,取得大洋熱液探測的突破。“潛龍二號”為4500米級自主水下機器人(AUV),主體長3.5米,高1.3米,寬0.7米,外部為鮮黃色,頭尾部還各有兩個紅色“魚鰭”形推進器。此次對西南印度洋脊上的熱液活動區進行探測,機器人需要“翻山越嶺”,作業難度極大。“潛龍二號”在西南印度洋獲得了試驗性應用成功,填補了中國深海硫化物熱液區自主探測技術裝備的空白,對提升深遠海洋資源開發的國際競爭力具有戰略價值。

成功發射首顆微重力科學實驗衛星“實踐十號”

4月6日1時38分,我國首顆微重力科學實驗衛星——“實踐十號”返回式科學實驗衛星,在酒泉衛星發射中心由長征二號丁運載火箭發射升空,進入預定軌道。“實踐十號”衛星工程由中科院國家空間科學中心抓總負責。中國航天科技集團公司第五研究院抓總研制衛星系統及衛星平臺,中科院力學所負責科學應用系統,中科院國家空間科學中心牽頭負責地面支撐系統及有效載荷總體工作,運載火箭系統由上海航天技術研究院負責研制,這是長征系列運載火箭的第226次飛行。“實踐十號”衛星的成功發射、在軌運行和回收將極大地提高我國微重力科學及空間生命科學研究的整體水平,為未來空間環境的開發利用提供創新知識,對促進我國空間科學創新發展具有重大意義。

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長沙磁浮快線于5月6日載客試運營,是我國實現磁浮技術工程化、產業化的重大自主創新項目,也是軌道交通技術的新飛躍。磁浮列車由中車株洲電力機車有限公司與國防科技大學、同濟大學、西南交通大學等磁浮研究機構聯合研制,設計最高時速為100公里。這是我國首條完全擁有自主知識產權的中低速磁浮商業運營鐵路,標志著中國磁浮技術實現了從研發到應用的全覆蓋,成為世界上少數幾個掌握該項技術的國家之一。中低速磁浮列車是利用車載電磁鐵與軌道上鋼軌之間的吸引實現懸浮與導向,我國攻克并研制了具有自主知識產權的懸浮系統,整體技術已達到世界一流水平。長沙磁浮快線全長18.55公里,全程運行時間19分30秒,最大載客量363人。

首次證實寨卡病毒感染直接導致小頭畸形

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世界最大升船機三峽升船機通過試通航前驗收

三峽升船機于5月13日通過試通航前驗收,標志著這一世界級升船機工程開始由建設階段逐步轉入通航試運行階段。三峽升船機具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位變幅大和下游水位變化速率快等特點,技術和施工難度都是世界之最。最大提升高度113米、最大提升重量超過15500噸。只需約40分鐘時間,3000噸級船舶就可完成近40層樓房高度的垂直升降。作為三峽工程的永久通航設施之一,它是客貨輪和特種船舶的快速過壩通道。建設者成功解決了船廂及其設備與塔柱變形協調,齒條螺母柱、船廂結構這些關鍵設備的制造等一系列世界級技術難題,為大型垂直升船機建設積累了寶貴經驗。三峽升船機建設在提高我國升船機建設水平、專業設備設計制造能力等方面,發揮了十分重要的促進作用。

世界一流穩態磁體裝置研制成功

由中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心自主研制的混合磁體裝置于11月13日實現任務目標——40萬高斯穩態磁場,達到世界一流水平,正式成為磁場強度在世界排名第二高的穩態強磁場裝置。該項目為建設穩態強磁場極端實驗條件,最大限度地滿足中國前沿科研對于強磁場實驗條件的需求;旌洗朋w是國際上產生最高穩態磁場的主要選擇,面臨巨大電磁力和發熱,水冷磁體必須解決材料和結構的優化選擇問題。超導磁體孔徑巨大,導體的材料選擇、結構選擇和磁體生產工藝以及與之配合的低溫冷卻技術等都是世界性難題。此次研制成功的中科院混合磁體裝置攻克了系列技術難題,將主要用于新型功能材料的量子行為研究,成為我國強磁場技術發展的重要里程碑。

世界(按發布時間順序排列)

新化石揭示霸王龍進化成“恐龍王”之謎

美國一個國際科研團隊3月14日發布了霸王龍一種古老“表親”的化石,揭示這種巨獸怎么進化成為恐龍統治地球末期無可爭辯的王者。霸王龍超科恐龍最早可追溯至1.7億年前,當時這類恐龍的體型只比人類稍大;到了8000萬年至6600萬年前,它們卻進化出霸王龍這類特大型食肉恐龍,登上當時地球的食物鏈頂端,之后恐龍滅絕。霸王龍怎么進化而來一直是個謎,原因就在于缺少1億年至8000萬年前這個關鍵時期的霸王龍超科化石。研究人員在烏茲別克斯坦北部克孜勒庫姆沙漠發現的新化石填補了這段空白。新化石屬于霸王龍超科恐龍家族的一個新成員,它生活在9000萬年前,被命名為帖木兒龍。帖木兒是14世紀在烏茲別克斯坦一帶的統治者。

美國登革熱疫苗研制邁出一大步

通過用一種弱化形式的致病病毒故意感染志愿者,科學家或許已經發現一種疫苗能夠對抗登革熱的最有力證據。這種被稱為“人類挑戰”的疫苗測試方法在上個世紀是不受歡迎的,但它對于預防包括寨卡在內的某些疾病卻是至關重要的。美國科學家3月16日宣布,他們研制的登革熱疫苗在一項小型人體感染試驗中對被感染者提供100%的保護效果,這把登革熱疫苗研制工作朝前推動了一大步。研究人員樂觀地預計這一疫苗最早可能在2018年上市。

科學家合成“最小”細菌

3月25日出版的《科學》雜志中,由基因組測序先驅Craig Venter率領的研究人員報告稱,他們設計并制造出一種在自由生物體中具有最小基因組,以及最少基因的細菌,但卻依然具有自我復制能力。這種被稱為Syn 3.0的新有機體的基因組僅留下了生存和繁殖所必需的473個基因。相比之下,人類的基因數量超過2萬個。這是生命科學領域的突破性進展,將有助推進對生命奧秘的認知。這項工作揭示人類認識生命要從整個基因組角度綜合來看,而不是獨立的基因。人類多數疾病癥狀受整個基因組上突變的影響,而不是單個基因。這項研究成果將有望應用在多個領域,包括生物化學、營養學、農業以及生產新藥物與生物能源等。

實驗室人類胚胎生長時間創紀錄

發育生物學家在實驗室中成功讓受精后的人類胚胎發育至最長13天,打破了此前9天的紀錄。這一成績使得科學家得以發現早期人類發育的新層面,包括之前在人類胚胎中從未觀察到的特征。同時這一技術將有助于確定為什么有的妊娠過程最終會失敗,從而在未來改善體外受精的成功率。兩項研究成果發表于5月出版的《自然》雜志和《自然—細胞生物學》雜志上,為科學家能夠很快培育出更高級階段的胚胎提供了可能性。長久以來研究人員都無法深入探究人類胚胎在早期發育階段的奧秘,如今利用這項新技術,能更好地探索一些與生育相關現象的發生機理。此外,利用實驗中觀察到的數據以及所使用的體外培養技術,未來也有助提升體外受精的成功率。

研究人員首次在星際空間探測到手性分子

美國研究人員在太陽系外的星際空間中首次發現一種被稱為“手性分子”的有機分子,這將有助于破解手性分子乃至生命在宇宙中的最初起源之謎。這是在太空中發現的第一個手性分子,是一個開創性的飛躍,將幫助人類認識在生命起源之前的分子如何在太空產生以及它們對生命起源可能起到的影響。這項研究的有關論文在線發表于6月出版的美國《科學》雜志上。在最新研究中,美國加州理工學院和美國國家射電天文臺研究人員利用高靈敏射電望遠鏡在人馬座B2星云中探測到一種叫作環氧丙烷的手性分子。此前人們在太陽系內的彗星上和落到地球上的隕石中找到的都是相對較大的手性分子,而環氧丙烷分子相對較小,它不是生命組成的必要有機分子,但它的發現意味著在太空中有手性分子存在。

兩種寨卡病毒疫苗在動物實驗中證實有效

美國和巴西研究人員6月28日在英國《自然》雜志網絡版發表報告稱,兩種候選寨卡病毒疫苗在動物實驗中被證實能有效保護小鼠免受寨卡病毒感染,有望成為可臨床應用的寨卡病毒疫苗。來自美國哈佛大學醫學院、沃爾特·里德陸軍研究所,以及巴西圣保羅大學等機構的研究人員對兩種候選疫苗進行了動物實驗分析。這兩種疫苗中,其中一種是基于寨卡病毒遺傳編碼片段來研制,另一種是將寨卡病毒滅活后制成。寨卡病毒在巴西等美洲國家大范圍傳播,世界衛生組織不但將寨卡病毒列為“國際關注的突發公共衛生事件”,并已認可國際科學界對寨卡病毒達成的共識,即寨卡病毒是導致新生兒小頭癥、格林—巴利綜合征和其他神經障礙的病原體。

“朱諾”木星探測器成功進入木星軌道

歷經近5年飛行,“朱諾”木星探測器于太平洋夏令時7月4日20時53分(北京時間5日11時53分)成功進入繞木星軌道。太平洋夏令時當天20時18分(北京時間5日11時18分),“朱諾”木星探測器點燃主引擎,執行“木星軌道嵌入”動作。35分鐘后,“朱諾”速度降至每秒542米,成功被木星引力捕獲,最終將自己推入木星軌道。“朱諾”是迄今運行軌道最接近木星的人類探測器,其繞木星軌道距離木星云層頂端最近處約4100千米。未來20個月內,“朱諾”將繞轉木星37圈,用搭載的9臺探測設備分別探測木星內部結構、大氣成分、大氣對流狀況、磁場等,所獲信息將通過高增益天線發回地球。

天文學家發現現實版“三體世界”

歐洲南方天文臺7月7日發布,天文學家在半人馬座發現一顆擁有三個“太陽”的行星,一個現實版的“三體世界”。這顆行星名為HD131399Ab,形成僅1600萬年,距離地球約320光年,溫度約580攝氏度,質量相當于4個木星。這是目前利用直接成像技術發現的溫度最低、質量最小的系外行星之一。美國亞利桑那大學研究人員領導的天文學家團隊利用歐洲南方天文臺設在智利的甚大望遠鏡觀測發現,這顆處于三恒星系統中的行星沿著超長的軌道運行,行星上的一年大約相當于地球上的550年。根據季節變化,有時行星上一天會出現3次日出和3次日落,也有時恒星們“輪班”出現,使行星每天都處于白晝狀態。不過,這顆行星上的每個季節都在100到140個地球年,比人類的壽命要長。

新型“章魚機器人”實現全軟體結構

一個研究團隊在英國《自然》雜志上發表報告說,他們利用3D打印技術制作出一個完全軟體結構的自驅動機器人。如果發展成熟,這類軟體機器人可執行許多傳統機器人無法完成的任務。傳統機器人主要由金屬等硬質材料制成,很大程度上限制了它們的靈活性,尤其是在狹窄空間作業的能力。此前英國一些研究機構已開發出采用特殊設計的柔性手術機器人,可在人體內實現更靈活的伸縮操作,但它們本質上還是使用了硬質材料的傳統機器人。由美國哈佛大學領銜的研究團隊利用3D打印技術制作出一個擁有8只手臂的章魚仿生機器人。這是一個由硅橡膠制成的軟體結構,高度不到2厘米,不僅包含內部控制系統且自帶燃料,能夠實現一定程度的自主驅動,無需拖著大量外接管線。

美國探測器啟程赴小行星采樣

美國第一個小行星采樣探測器于9月8日發射,前往貝努小行星采集樣本并送回地球。該探測器全名為“起源、光譜釋義、資源識別與安全—風化層探測器”,按英文首字母簡稱為“奧西里斯-REx”。當地時間19時5分,該探測器搭乘“宇宙神5”型火箭,在晚霞中從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空,開啟長達7年的太空之旅。預計將于2018年8月飛抵貝努小行星,用兩年時間對小行星表面進行測繪,尋找可能存在的礦物質并挑選采樣地點,2020年7月伸出機械臂從它的表面采集至少60克樣本,2023年把樣本送回地球?茖W家希望,這項任務能為人類帶來對太陽系形成乃至地球生命起源的“革命性”認識。

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