这十年,我国科技事业都有哪些重大成果?

10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会开幕。我国科技事业的巨大进展也在大会中被提及:“基础研究和原始创新不断加强,一些关键核心技术实现突破,战略性新兴产业发展壮大,载人航天、探月探火、深海深地探测、超级计算机、卫星导航、量子信息、核电技术、大飞机制造、生物医药等取得重大成果,进入创新型国家行列。”

那接下来,就让我们来看看十年来这些取得重大成果的“国之重器”吧。

载人航天:奇功屡建

探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是中华民族不懈追求的航天梦。航天梦是强国梦的重要组成部分,而我国航天事业的发祥地之一、多次担负神舟系列飞船发射任务的酒泉卫星发射中心在其中无疑占据着重要地位。

60多年来,酒泉卫星发射中心共发射了近300颗卫星、14艘神舟飞船,并发射天宫一号、天宫二号,进行了上千次其他各类火箭发射试验。自2021年我国空间站进入建设阶段以来,酒泉卫星发射中心常态化值守载人飞船发射和返回、应急救援、应急搜救等任务,成为航天员进出太空的航天港。党的十八大之后,酒泉卫星发射中心充分发挥资源优势,积极拓展测试发射能力,航天员搜索回收能力和其他科研试验能力,集液体火箭、固体火箭及应急发射于一身,飞船发射与回收于一体。特别是近几年来,这里每年承担航天任务达到20次以上。

神舟十号载人航天飞行任务是我国载人航天工程“三步走”战略第二步第一阶段的收官之战,对巩固和完善空间交会对接技术、推动空间实验室和空间站建设具有重要意义。2013年6月11日17时38分,神舟十号飞船承载着3名航天员在酒泉卫星发射中心,由长征二号F运载火箭成功发射,准确进入轨道。在轨飞行期间,按预定计划开展了一系列的空间科学实验和技术试验,3名航天员在轨正常工作和生活。

这十年,我国科技事业都有哪些重大成果?

“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲

而现在,我国载人航天已经迈向新的阶段。就在党的二十大开幕前夕,“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲,在约50分钟的授课中,神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋蔡旭哲作为“太空教师”,介绍展示了空间站问天实验舱工作生活场景,演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会调头的扳手等神奇现象,这也是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。与此同时,由天和核心舱、问天实验舱、神舟十四号、天舟四号组成的空间站组合体,正翱翔在距离地球400公里的太空。这个月底,梦天实验舱将加入它们,中国空间站将全面建成,中国载人航天也将翻开新的一页。

“上天”:捷报频传

在载人航天不断创下历史的同时,中国也正向着月球、火星、太阳等不断进发。“嫦娥”探月、“祝融”探火、“羲和”逐日,中国古代神话正逐渐走入现实。2020年12月17日,随着嫦娥五号顺利从38万公里之外的月球带回约月壤,一则旧闻爆红网络。那是一份2005年的《科学发现报》,详细描述了中国探月三步走战略及时间表,还列举了美国、俄罗斯、日本和印度的探月计划。但最终,完成自己立下Flag的只有中国!

这十年,我国科技事业都有哪些重大成果?

天问一号”成功落火

而在4亿公里之外的火星,“天问一号”正在进行环火星探测。2021年5月15日,天问一号探测器成功着陆火星,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。天问一号火星探测器由航天科技集团五院抓总研制,由环绕器和着陆巡视器组成,着陆巡视器包括“祝融号”火星车及进入舱。目前,“祝融号”火星车已在火星行驶近2000米。在天问一号探测器成功着陆火星后,党中央、国务院和中央军委致电祝贺并表示,天问一号探测器着陆火星,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,这是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。

除了探月和探火,随着我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”于2021年10月发射成功,中国正式迈入了“探日时代”。2022年8月份,“羲和”探日成果正式发布,创下5个国际首次,包括国际首次空间太阳 Hα波段光谱扫描成像、国际首台原子鉴频太阳测速导航仪在轨验证等。

目前,中国在空间科学和探测方面已经实现了对太阳系的主要天体种类进行了全覆盖,更远的深刻探测也已经纳入到议事日程,中国探月工程总设计师吴伟仁在接受中新社记者采访时表示,中国正在组织专家深化论证太阳系边际探测方案,计划于2049年实现100个天文单位,也就是150亿公里远的深空探测。

“下海”:卓有成效

2020年11月10日,“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟,下潜深度达到10909米,再创中国载人深潜的新纪录;三天以后,“奋斗者”号再度实现万米深潜,并与“沧海”号联合作业实现了人类历史上首次万米洋底直播。“奋斗者”号是“十三五”国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项的核心研制任务,核心部件国产化率超过96.5%。它的研发,始于2016年。不过,这并不是一个“从0 到1”过程,因为这一步,我们早已完成。

这十年,我国科技事业都有哪些重大成果?

“奋斗者”号全海深载人潜水器

从2002年到2012年,中国花了十年的时间,研制出中国第一个载人潜水器“蛟龙”号,在此之前,我国的载人潜水深度没有超过600米。“蛟龙”号开创了中国的第一次,也为之后的工作建立了流程;2017年研制成功的“深海勇士”号,实现了技术的自主可控,并且国产化率高达95%。从“蛟龙”号到“深海勇士”号再到“奋斗者”号,以载人深潜为代表的中国海洋研究一步步走进深海。

“奋斗者”号研制及海试的成功,标志着我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力,体现了我国在海洋高技术领域的综合实力。

“入地”:不能遗忘的领域

2018年10月6日,涪陵页岩气田累计生产页岩气达200亿立方米,标志着我国页岩气加速迈进大规模商业化发展阶段。根据现有地质资料和产能评价,涪陵页岩气田资源量2.1万亿方,是全球除北美之外最大的页岩气田。此次成功开采标志着中国成为继美国和加拿大之后第三个具备商业化开发页岩气能力的国家。

在长达数亿年时间的作用下,页岩地层中不断生成富含甲烷的天然气,留藏在纳米级页岩孔隙里的被定义为非常规天然气,称为页岩气。在地下三四千米、上亿年前的石头里找气,听起来就像大海捞针。21世纪初,在攻克技术和成本障碍后,美国不仅发起了页岩气革命,而且从天然气进口国变成出口国。

作为我国首个商业开发的大型页岩气田,涪陵页岩气田自2012年取得勘探重大突破,至今累产气突破445亿立方米,累计探明储量近9000亿立方米,占我国页岩气探明储量的34%。445亿立方米是什么概念?它可供100万户家庭用244年,它更意味着起步较晚的中国页岩气开发实现跨越式发展,为全球页岩气开发提供中国样本。

“超算”:彰显中国速度

随着科技的发展,计算速度也成为各国比拼的对象。2018年,一台名为“神威·太湖之光”的国产超级计算机作为我国着力推进的战略高技术研究典范,让世界领略到“中国速度”。

这十年,我国科技事业都有哪些重大成果?

“神威·太湖之光”

它有多快?根据官方数据,这台由全国产系统“申威26010”处理器构建的超级计算机,峰值性能超过125petaflops。系统峰值性能12.5亿亿次,持续性能9.3亿亿次,性能功耗比每瓦特60.5亿次。它1分钟的计算能力,相当于全球70多亿人同时用计算器不间断计算32年。

不过,超算算力再强,用起来才能发挥作用。目前,“神威·太湖之光”的应用涉及生物科技、航空航天、气象气候、材料科学、海洋环境、机器学习、电磁仿真、工业设计、金融计算、生物医药、环境工程、石油勘探等20多个领域,支持国家重大科技应用、先进制造等领域解算任务几百项,一年来共计完成200多万项作业任务,平均每天完成近7000项作业任务。

它的任务中,既有代表未来科技发展方向的研究领域,比如“人造太阳”——核聚变发电的相关理论与实验方面的模拟;也涵盖重大工程领域项目,比如C919大飞机多种飞行状态的模拟、天宫系列航天飞行器的飞行状态模拟。基于“神威·太湖之光”系统开发的应用“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”与“非线性地震模拟”更是两次获得世界高性能计算应用领域最高奖——“戈登·贝尔”奖。这还远不是终点。目前,“神威·太湖之光”的运营方国家超级计算无锡中心正积极组建超算互联网,促使多台超级计算机构成宏大“超算宇宙”。

北斗:构建“中国星座”

2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京举行。这标志着我国建成独立自主、开放兼容的全球卫星导航系统,成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。从北斗一号,到北斗三号;从覆盖中国,到覆盖全球;从“一颗星”,到“满天星”,可以说,北斗的历史就是一段磅礴的“中国星座”建造史。

从1994年立项到2000年完成北斗一号系统建设,从2012年完成北斗二号系统建设,再到2020年北斗三号全球卫星导航系统全面建成并开通服务,我国卫星导航系统经历“先有源,再无源;先试验,再服务;先区域,再全球”三步走的发展过程。从中国特色北斗卫星导航体制的设计,再到星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术攻克和500余种器部件国产化研制的突破,北斗卫星导航系统成为我国迄今为止规模最大、覆盖最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统。中国科研人员也用自己的实际行动诠释出新时代的“北斗精神”。

目前,北斗卫星导航系统已融入国家核心基础设施,广泛应用于交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信电力、公共安全等领域。同时,基于北斗的导航服务广泛进入中国大众消费和民生领域,被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用,也改变着人们的生产生活方式。

不过,北斗的未来不仅仅在国内。从北斗一号到北斗三号,中国北斗始终立足中国、放眼世界。可以相信,在不久的将来,中国的北斗终将成为世界的北斗。

量子科技”:从跟跑到部分领跑

量子一度由于其深奥又神秘的特点,成为科学代名词,“遇事不决,量子力学”的调侃也深入人心。但实际上,量子科技早已在我们的生活中广泛应用。从手机中的芯片、晶体管到医疗中的核磁共振,都含有量子技术。加快发展量子科技,对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。

近年来,我国量子科技发展迈入了快车道。2016年,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”顺利发射,圆满完成量子密钥分发等三大科学目标,刷新了我国在量子通信领域研究的国际地位。2017年,量子保密通信骨干网络“京沪干线”正式开通,并与“墨子号”连接、实现世界首次洲际量子通信。在量子计算领域,“九章”光量子计算原型机、“祖冲之二号”超导量子计算原型机先后实现“量子计算优越性”里程碑。

这十年来,我国量子科技实现从跟跑、并跑到部分领跑的历史飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。对于中国的量子科技发展,中国科学院院士、中科院量子信息与量子科技创新研究院院长、中国科学技术大学常务副校长潘建伟院士表示,我国不仅在量子通信方面处于领跑阶段,而且在量子计算中的“光量子计算”、“超导计算”等方面实现了“量子计算优越性”。

华龙一号:中国核电由弱到强

今年初,我国自主三代核电华龙一号示范工程第2台机组——中核集团福清核电6号机组正式具备商运条件,至此,华龙一号示范工程全面建成投运,为党的二十大献上了一份厚礼。福清核电机组从2014年起开始投入陆续商运,其中5、6号两台机组是华龙一号全球示范工程。

作为我国核电走向世界的“国家名片”,华龙一号是当前核电市场接受度最高的三代核电机型之一,在采用经工程验证的成熟技术基础上,独创性地采用“177堆芯布置”和“能动与非能动相结合”的安全设计理念,首堆设备国产化率达88%,还运用了单堆布置、双层安全壳等先进设计理念,具备完善的严重事故预防与缓解措施、强化的外部事件防护能力和改进的应急响应能力等先进特征,经过充分分析试验和工程验证,充分保证了电厂安全性、经济性和先进性。

华龙一号示范工程全面建成后,两台机组年发电能力近200亿度,相当于每年减少标准煤消耗624万吨、减少二氧化碳排放1632万吨,相当于植树造林1.4亿棵,经济社会和环保效应显著,对优化我国能源结构,推动绿色低碳发展、助力实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。5号机组更是创造了全球三代核电首堆建设的最佳业绩,成功入选中国共产党一百年大事记。

华龙一号的成功,是我国核电发展的一个标志。中国核电从无到有、从小到大、从弱到强,形成了10万、30万、60万到百万千瓦级压水堆核电厂的自主设计、批量建设、工程总承包和自主运营能力。作为具有完整自主知识产权的华龙一号,共获得700余件专利和120余项软件著作权,覆盖了设计技术、专用设计软件、燃料技术、运行维护技术等领域,满足核电“走出去”要求。

C919:大飞机领域的里程碑

新华社9月30日报道,国产C919大型客机于2022年9月完成全部适航审定工作后获中国民用航空局颁发的型号合格证,将于2022年底交付首架飞机。C919大型客机研制成功,获得型号合格证,标志着我国具备自主研制世界一流大型客机能力,是我国大飞机事业发展的重要里程碑。

C919是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,直接竞争对手为空客A320Neo和波音B737Max。2008年,中国商飞公司在黄浦江畔成立;2015年,C919首架机在中国商飞浦东基地总装下线;2年后的5月,C919在浦东机场成功首飞。

这十年,我国科技事业都有哪些重大成果?

国产C919大型客机

此后五年间,C919历经了调整试飞、审定试飞等一系列环节,最终在今年8月1日,完成取证试飞,并在9月获得商用通行证。

长期以来,全球民用大飞机市场一直被波音空客垄断。C919的成功不仅打破了欧美对于大飞机领域的垄断,国产化率也达到了一个可喜的程度。实际上,在C919项目启动之初,考中国商飞内部保守估计,C919的国产化率大于10%即可。但令人惊讶的是,到2015年交付下线时,C919实现了近60%的国产化率,并拿到570架订单。如今7年过去,C919已拥有累计28家客户815架订单。

中国科技创新再攀高峰

在这十年中,中国取得的举世瞩目的科技成果远不止上述这些。特高压输电技术、复兴号高速列车、500米口径球面射电望远镜(FAST)…等科技基础设施投入使用;大数据、区块链、人工智能、移动支付、等新技术改变生活方式;中国高铁、中国桥梁、中国大坝、中国港口等中国基建成为“国家名片”。

十年间,我国全社会研发经费从1.03万亿元增长到2.79万亿元,居世界第2位,研发强度从1.91%提高到2.44%,接近经合组织(OECD)国家的平均水平;2021年我国研发人员总量预计为562万人年,是2012年的1.7倍,稳居世界第1位;2021年我国高被引论文数为42920篇,排名世界第二位,是2012年的5.4倍;每万人口发明专利拥有量从2012年的3.2件,提升至2021年的19.1件,PCT国际专利申请量从2012年的1.9万件增至2021年的6.95万件,连续三年居世界首位……

这是我国科技进步最大、科技实力提升最快的十年,我国科技事业发生了历史性、整体性、格局性重大变化,一些前沿领域开始进入并跑、领跑阶段,科技实力正在从量的积累迈向质的飞跃,从点的突破迈向系统能力提升。

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