2021年中國十大科技成果盤點

本刊編輯部

2021年，注定將是歷史長河中不平凡的一年，偉大的中國共產(chǎn)黨百年華誕，“十四五”規(guī)劃的巨輪啟航。重大科技成果創(chuàng)新是世界百年未有之大變局下的國之利器、國之底氣?；厥准磳⑦^去的2021年，《科技智囊》編輯部參考《科技日報》、《人民日報》、新華社相關新聞報道等，梳理、遴選出2021年我國取得的十大科技成果。

一、我國成功構建了世界首個天地一體化的量子通信網(wǎng)絡

1月，中國科學技術大學潘建偉團隊與中科院上海技術物理研究所等單位合作，構建了世界上首個天地一體化量子通信網(wǎng)絡。量子密鑰分發(fā)主要有光纖和自由空間兩種實現(xiàn)方式。科研人員在量子保密通信“京滬干線”與“墨子號”量子衛(wèi)星成功對接的基礎上，構建了世界上首個集成700多條地面光纖量子密鑰分發(fā)（QKD）鏈路和兩個衛(wèi)星對地自由空間高速Q(mào)KD鏈路的廣域量子通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)了星地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發(fā)。整個網(wǎng)絡覆蓋我國四省三市32個節(jié)點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網(wǎng)，通過兩個衛(wèi)星地面站與“墨子號”相連，總距離4600公里，目前已接入金融、電力、政務等行業(yè)的150多家用戶。

量子保密通信“京滬干線”是目前世界上最遠距離的基于可信中繼方案的量子安全密鑰分發(fā)干線。通過開展長達兩年多的相關技術驗證和應用示范以及大量的穩(wěn)定性測試、安全性測試及相關標準化研究，表明“京滬干線”可以抵御目前所有已知的量子黑客攻擊方案，網(wǎng)絡的密鑰分發(fā)量可以支持1.2萬以上用戶同時使用。這項研究成果表明，我國科研人員通過構建天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡的雛形，為未來實現(xiàn)覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡奠定了科學與技術基礎。

二、第一臺“華龍一號”核電機組投入商運

2021年1月30日，全球第一臺“華龍一號”核電機組福建福清核電5號機組已完成滿功率連續(xù)運行考核，投入商業(yè)運行。“華龍一號”創(chuàng)新采用“能動和非能動”相結(jié)合安全系統(tǒng)及雙層安全殼等技術，在安全性上滿足國際最高安全標準要求，所有核心設備均已實現(xiàn)國產(chǎn)，所有設備國產(chǎn)化率達88%。第一臺核電機組投入商運，為“華龍一號”的批量化建設和走向世界奠定了堅實基礎，對優(yōu)化我國能源結(jié)構、推動綠色低碳發(fā)展等具有重要意義?！叭A龍一號”投入商業(yè)運行，標志著我國在三代核電技術領域躋身世界前列，成為繼美國、法國、俄羅斯等國家之后真正掌握自主三代核電技術的國家，核電技術水平和綜合實力躋身世界第一方陣，向建設核工業(yè)強國邁出堅實一步。

作為中國高端制造業(yè)走向世界的“國家名片”，“華龍一號”是當前核電市場上接受度最高的三代核電機型之一，設計壽命為60年，反應堆采用177堆芯設計，堆芯設計換料周期18個月，創(chuàng)新采用“能動和非能動”相結(jié)合安全系統(tǒng)及雙層安全殼等技術，在安全性上滿足國際最高安全標準要求?！叭A龍一號”首堆所有核心設備均已實現(xiàn)國產(chǎn)，所有設備國產(chǎn)化率達88%，完全具備批量化建設能力?！叭A龍一號”每臺機組裝機容量116.1萬千瓦，每年發(fā)電近100億度，能夠滿足中等發(fā)達國家100萬人口的年度生產(chǎn)和生活用電需求。

三、天問一號探測器著陸火星，成功實現(xiàn)“繞、著、巡”

2021年2月10日，天問一號探測器成功實施火星捕獲，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星;2月24日探測器進入火星停泊軌道，開展了為期約3個月的環(huán)繞探測，為順利著陸火星奠定了基礎;5月15日，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著陸火星取得成功;5月22日，祝融號火星車成功駛上火星表面，10時40分，祝融號火星車已安全駛離著陸平臺，到達火星表面，開始巡視探測。

我國首次火星探測天問一號任務的科學目標是研究火星形貌與地質(zhì)構造特征、火星表面土壤特征與水冰分布、火星表面物質(zhì)組成、火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征、火星物理場與內(nèi)部結(jié)構等。

天問一號探測器著陸火星，邁出了我國星際探測征程的重要一步，實現(xiàn)了從地月系到行星際的跨越，實現(xiàn)了我國航天發(fā)展史上6個首次：一是首次實現(xiàn)地火轉(zhuǎn)移軌道探測器發(fā)射;二是首次實現(xiàn)行星際飛行;三是首次實現(xiàn)地外行星軟著陸;四是首次實現(xiàn)地外行星表面巡視探測;五是首次實現(xiàn)4億公里距離的測控通信;六是首次獲取第一手的火星科學數(shù)據(jù)。在世界航天史上，天問一號不僅在火星上首次留下中國人的印跡，而且首次成功實現(xiàn)了通過一次任務完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標，充分展現(xiàn)了中國航天人的智慧，標志著我國在行星探測領域跨入世界先進行列。

四、天舟二號貨運飛船與天和核心艙完成自主快速交會對接

5月29日，搭載天舟二號貨運飛船的長征七號遙三運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場精確進入預定軌道。天舟二號貨運飛船采用自主快速交會對接模式，精準對接于天和核心艙后向端口，天舟二號貨運飛船成為首個停靠空間站核心艙的航天器。空間交會對接是載人航天活動的基本技術之一，是實現(xiàn)空間站和空間運輸系統(tǒng)的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務的先決條件。

天舟二號貨運飛船是首個與我國空間站核心艙進行對接的航天器，負責向空間站運輸物資、補給燃料并帶走廢棄物。天舟二號貨運飛船攜帶了3人3個月航天員消耗品、艙外航天服及平臺物資，以方便航天員在太空的衣、食、住、行和工作開展。除了生活物資，貨運飛船還帶了推進劑，將在對接期間為核心艙進行燃料加注與姿態(tài)控制。天舟二號貨運飛船還帶了實驗設備、實驗資料等，等到神舟十二號載人飛船將航天員送至天和核心艙，再由航天員在軌取出這些實驗物資并安裝。

天舟二號貨運飛船由全密封貨物艙和推進艙兩艙組成，采用型譜化、模塊化設計思想開展平臺構型和布局設計。總長10.6米，發(fā)射重量13.5噸，上行物資總重高達6.8噸，在軌壽命不小于1年，供電能力不小于2700瓦。

五、航天員順利進駐天和核心艙，中國人首次進入自己的空間站

6月17日，神舟十二號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，準確進入預定軌道，順利將3名航天員送上太空。神舟十二號載人飛船入軌后順利完成入軌狀態(tài)設置，采用自主快速交會對接模式成功對接于天和核心艙前向端口，與此前已對接的天舟二號貨運飛船一起構成三艙（船）組合體。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。在神舟十二號載人飛船與天和核心艙成功實現(xiàn)自主快速交會對接后，航天員乘組從返回艙進入軌道艙。按程序完成各項準備后，航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進入天和核心艙，標志著中國人首次進入自己的空間站。

8月20日，經(jīng)過約6小時的出艙活動，神舟十二號航天員乘組密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動期間全部既定任務，航天員聶海勝、劉伯明安全返回天和核心艙，比原計劃提前了約1小時，空間站階段第二次航天員出艙活動取得圓滿成功。

10月16日，神舟十三號載人飛船成功進入預定軌道，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空。飛船入軌后，經(jīng)約6.5小時飛行，與天和核心艙和天舟二號、天舟三號組合體完成自主快速交會對接。3位航天員先后進入天和核心艙，開啟為期6個月的在軌駐留。

11月8日，經(jīng)過約6.5小時的出艙活動，神舟十三號航天員乘組密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動期間全部既定任務，航天員翟志剛、航天員王亞平安全返回天和核心艙，標志著神舟十三號航天員乘組第一次出艙活動取得圓滿成功。

六、我國首個自營1500米深水大氣田“深海一號”正式投產(chǎn)

6月25日，我國首個自營勘探開發(fā)的1500米深水大氣田“深海一號”25日在海南陵水海域正式投產(chǎn)。這標志著我國海洋油氣勘探開發(fā)邁向“超深水”，對保障國家能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構和促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

“深海一號”大氣田距海南省三亞市150公里，于2014年勘探發(fā)現(xiàn)，探明天然氣儲量超千億立方米，最大水深超過1500米，最大井深達4000米以上，是我國自主發(fā)現(xiàn)的水深最深、勘探開發(fā)難度最大的海上深水氣田。“深海一號”大氣田投產(chǎn)后，深水天然氣將通過海底管線接入全國天然氣管網(wǎng)，年供氣量30億立方米。

七、時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)在青島下線

7月20日，由中國中車承擔研制、具有完全自主知識產(chǎn)權的我國時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)在山東青島成功下線，這是世界首套設計時速達600公里的高速磁浮交通系統(tǒng)，標志著我國掌握了高速磁浮成套技術和工程化能力。

該項目于2016年10月啟動，2019年研制出試驗樣車，并于2020年6月在上海同濟大學試驗線上成功試跑，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化確定最終技術方案，于2021年1月研制出成套系統(tǒng)并開始了6個月的聯(lián)調(diào)聯(lián)試。目前，時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)已完成集成和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，5輛編組列車在廠內(nèi)調(diào)試線上實現(xiàn)了整列穩(wěn)定懸浮和動態(tài)運行，各項功能性能良好。

八、羲和”探日—中國首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星成功發(fā)射

10月14日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丁運載火箭，成功發(fā)射首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星“羲和號”。該星將實現(xiàn)國際首次太陽Hα波段光譜成像的空間探測，填補太陽爆發(fā)源區(qū)高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)的空白，提高我國在太陽物理領域研究能力，對我國空間科學探測及衛(wèi)星技術發(fā)展具有重要意義，標志著我國正式步入“探日”時代。

此次發(fā)射的“羲和號”衛(wèi)星全稱是太陽Hα光譜探測與雙超平臺科學技術試驗衛(wèi)星，主要科學載荷為太陽空間望遠鏡?！棒撕吞枴闭侵亓?08公斤，設計壽命3年，運行于517公里高度、傾角98度的太陽同步軌道;該軌道將經(jīng)過地球的南北極，能夠24小時連續(xù)對太陽進行觀測。

九、世界最大新能源分布式調(diào)相機群“落戶”青海

11月8日，在青海海南千萬千瓦級新能源基地，隨著首批11臺新能源分布式調(diào)相機全部投入使用，世界最大規(guī)模的新能源分布式調(diào)相機群正式形成，可帶動當?shù)匦履茉聪{能力提升185萬千瓦。這也是世界上首次探索在電源側(cè)大規(guī)模安裝分布式調(diào)相機。

安裝的分布式調(diào)相機，是一種布置在新能源發(fā)電站內(nèi)的高度集成化的小容量同步調(diào)相設備，用于加強送端近區(qū)系統(tǒng)的電壓支撐，具備優(yōu)異的暫態(tài)穩(wěn)態(tài)特性和無功調(diào)節(jié)能力。這是世界上首次探索在電源側(cè)大規(guī)模安裝分布式調(diào)相機，對于推動新能源大規(guī)模開發(fā)利用、構建清潔低碳安全高效的能源體系具有重要的示范引領價值。相比傳統(tǒng)無功補償裝置，分布式調(diào)相機具有故障瞬間電壓支撐能力強、暫態(tài)響應速度快等優(yōu)點，可作為電力系統(tǒng)電源側(cè)的穩(wěn)定器，未來將是高比例新能源電力系統(tǒng)的重要組成部分。

十、首款新冠特效藥獲批? 為患者贏得10天黃金救治期

12月8日，我國首家自主知識產(chǎn)權新冠病毒中和抗體聯(lián)合治療藥物獲批。該聯(lián)合用藥由清華大學、深圳市第三人民醫(yī)院和騰盛博藥合作研發(fā)。最新披露的Ⅲ期臨床試驗最終結(jié)果顯示，聯(lián)合治療將門診患者的住院和死亡風險降低了80%。

隨著德爾塔毒株成為廣泛流行的主流毒株，潛伏時間短、病情進展快讓臨床救治更為艱難，亟須有針對性的臨床有效用藥。此次獲批的聯(lián)合用藥（安巴韋單抗與羅米斯韋單抗）為救治搶下了更多時間。與國際上其他新冠治療用藥相比，該聯(lián)合用藥給出了長達10天的黃金救治期（國際上其他新冠治療用藥臨床試驗多設計為5天內(nèi)救治）。Ⅲ期臨床試驗的最終結(jié)果顯示，無論患者是癥狀出現(xiàn)后的1—5天（早期）前往門診治療，還是6—10天（晚期）才開始接受治療，住院和病亡率均顯著降低。這為新冠患者提供了更長的治療窗口期。