新刊速览:基于月球平台的遥感专题 | 2026年第5期
发布时间: 2026-04-09
基于月球平台的遥感技术不仅能够为地球、地月系统,乃至太阳系的深入研究提供关键数据,支撑月球探测工程任务,而且有助于从地球系统外部来观测地球系统本身的演化过程,以及地球系统与外部的相互作用和影响,对科学界和工程界都具有重要的意义。
《科技导报》2026年第5期邀请中国科学院地质与地球物理研究所魏勇研究员、何飞研究员指导,推出了“基于月球平台的遥感专题”。本专题围绕以月球作为新兴观测平台所展现的独特优势,系统梳理了月基遥感在地球空间环境监测、月球物质成分探测、天文观测以及地月空间资源开发等领域的研究进展与前沿思考。专题从平台特性、技术手段到科学应用与战略布局等,呈现了月基遥感如何凭借长期连续、全球覆盖、稳定观测等不可替代的视角,推动相关领域从单点突破走向体系化发展,为读者理解这一前沿方向提供全景式窗口。

卷首语
工程·工程师·工程哲学
作者:殷瑞钰
作者信息:冶金学家、工程哲学开拓者之一、中国工程院院士,钢铁研究总院正高级工程师,研究方向为冶金学、冶金工程、工程管理、工程哲学。
摘要:工程师应该具有爱国敬业、系统思考、热爱专业的信念与精神;作为团队成员,应该具有协同合作、集成创新的特质。在发展新质生产力的进程中,中国工程师必然是大有作为的。
科技新闻
前沿动态
2026年我国计划实施2次载人飞行任务并全力推进登月配套设施建设
人体“报警+锁喉”机制阻碍禽流感病毒跨物种传播
贵金属可给太阳能电池当“防晒霜”
“寄生虫”或是癌症早期诱发原因
超长记忆让AI开始改写小鼠的DNA
预测沙尘暴只需8台显卡
沙漠游龙传授微型机器人“真功夫”
光照让分子量子比特“连线”
卓越亮点
纳米制造从光刻进化到“缩刻”
“无声也能传意”,解锁AR人机交互新可能
深度报道
人工智能与量子信息成美国国家科学基金会资助重点
ChatGPT助力理论物理取得新进展
科技评论
关于智能的思考
作者:刘伟
北京邮电大学智能工程与自动化学院
摘要:刘伟,特聘研究员,研究方向为人机混合智能、人机交互、认知工程、用户体验、人机环境系统工程、分析哲学、未来态势感知模式与行为分析/预测技术。
本刊专稿
中国生物制造发展现状、问题与对策
作者:杨艳萍1,2,李钊1,李昌柔1,2,张宏翔1,3,陈国强4,黄和5,6*
1. 中国科学院文献情报中心
2. 中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系
3. 中国生物工程学会
4. 清华大学生命科学学院,化学工程系
5. 南京师范大学食品与制药工程学院
6. 江苏省合成生物基础研究中心
摘要:生物制造正成为全球经济增长的新引擎,备受世界主要经济体重视。梳理了生物制造的概念内涵,从科技发展和战略举措 2 方面分析研判国际竞争态势,总结了中国在科技成果、创新平台及产业发展等方面的进展。针对中国生物制造产业面临的 4 大挑战:基础共性技术创新能力薄弱、可持续低成本原料开发不足、生物制造装备自主性和系统性欠缺、产业人才短缺,提出相关建议。未来,应面向中国粮食安全、能源安全等重大战略需求,通过强化政策协同和技术革新,夯实基础研究,突破关键核心技术瓶颈,加速推动科技成果产业化,着力建设多元化、高水平的科技人才梯队,为生物制造产业高质量发展提供科技支撑。
特色专题:基于月球平台的遥感
月基地球空间环境遥感进展
作者:何飞
中国科学院地质与地球物理研究所,行星科学与前沿技术重点实验室
摘要:地球空间环境是人类航天活动和空间技术应用的重要区域,对其进行持续监测和研究具有重要意义。传统的观测手段主要依赖于地基观测站和地球轨道卫星,均存在一定的局限性。近年来,随着月球探测任务的不断推进,月基对地球空间环境遥感逐渐成为一种新兴的观测手段。综述了月基对地球空间环境遥感的研究进展,包括月基观测平台、遥感技术、应用领域,以及面临的挑战和未来发展方向。月基观测具有长期连续、全球覆盖、独特视角和稳定平台等优势,在空间天气监测和预报、地球空间环境变化研究、行星科学比较研究等领域具有广阔的应用前景。未来,随着月球探测技术的不断发展,月基对地球空间环境遥感将为人类认识地球空间环境、保障航天活动安全、探索宇宙奥秘作出更大的贡献。
月球遥感光谱探测进展及思考
作者:刘大卫1,任鑫1,刘斌1,徐睿2,曾兴国1,刘建军1
1. 中国科学院国家天文台
2. 中国科学院上海技术物理研究所
摘要:月球是记录太阳系形成与演化历程的关键天体,其表面物质成分与特性是行星科学研究的核心。可见−近红外反射率遥感光谱探测因覆盖范围广、对矿物组成变化敏感且受环境影响小等优势,成为探测月球表面物质组成与特性的最有效技术手段,被多次国内外月球探测任务所采用。介绍了20 世纪以来国内外具有代表性的月球探测任务中携带的遥感光谱探测载荷及其性能,总结了基于这些载荷获取的光谱数据所取得的科学成果,涵盖全月铁钛含量、月壳及月幔物质组成、月表水含量及分布、月壤成熟度和光学特性等方面。综合这些载荷的技术特点与后续科学研究需求,提出了月球遥感光谱探测的发展建议:拓展谱段探测范围,提升光谱载荷的空间分辨率、波段数量和信噪比,开发基于返回样品“地面真值”与人工智能算法的遥感数据分析方法。这些建议可为中国未来月球遥感探测载荷的设计提供参考。
月基天文观测研究进展
作者:王汇娟1,2,邓元勇1,2*,姜晓军1,2*
1. 中国科学院国家天文台
2. 中国科学院大学天文与空间科学学院
摘要:阐述了月基相对其他观测平台所具有的免受地球大气影响、长连续观测时间基线、稳定且开阔的建设空间等优势;回顾了月基天文观测的发展历程,介绍了从 20 世纪 70 年代美国“阿波罗 16 号”任务首次实现人工短暂月基远紫外天文观测到 21 世纪 10 年代中国“嫦娥三号”任务首次实现无人长期近紫外月基天文观测,再到如今以大规模、超高精度、超长期连续稳定观测运行为目的的多个月基天文观测计划,如中国倡导的国际月球科研站计划、美国主导的“阿尔忒弥斯”计划、欧洲航天局牵头的“新世界”计划。分析了月基天文观测正在面临的由多领域技术突破共同驱动的战略机遇,以及来自月面极端自然环境(昼夜温差、月尘等)和人为活动影响等挑战,并展望了月基天文观测的未来发展前景。
地月空间资源开发的战略前景
作者:陆文强1,杨洪伦1*,陈伟1,成达2
1. 深空探测实验室
2. 中国电力科学研究院有限公司
摘要:人类月球探测活动正经历从技术验证向科学发现与资源开发并重的历史性跨越,地月空间资源开发利用已成为全球航天竞争的制高点,世界主要航天强国纷纷布局该战略赛道。围绕地月空间的物质、位置与环境资源特性,分析了月壤、水冰、矿物等物质资源和频率、轨道等位置资源,在通信、导航、遥感、运输及原位资源开发体系中的协同价值。地月空间资源的原位转化与制造、天地一体化信息骨干网,以及可重复使用运输系统的成熟,将为新质生产力培育、深空探测模式重塑和地月经济生态构建,提供强大的支撑。最后,提出应通过国际合作与技术集成,构建“资源—技术—工程—商业”闭环,充分发挥国际月球科研站的先行先试功能,推动地月空间可持续利用与大科学工程协同发展。
研究论文
淀粉微纳组合粒子构筑益生菌新型负载体
作者:朱青青1,2,王凡1,胡昊昊1,2,姚思羽1,徐恩波1,2*
1. 浙江大学生物系统工程与食品科学学院
2. 浙江大学长三角智慧绿洲创新中心
摘要:受天然蜂巢三维隔室结构启发,构建了一种具有仿生保护功能的多层孔隙淀粉载体,模拟“蜂巢−幼蛹”空间模式实现益生菌的口服仿生护送。采用酶−酸共水解的协同策略,以直链淀粉含量和酸水解时间(0~96h)作为关键调控变量,利用酶预处理诱导原淀粉颗粒成孔解构,通过控制酸处理时长,促进酸对淀粉的深度攻击与碎片化。多维表征(场发射扫描电镜、ζ–电位测定、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重分析)显示,原淀粉颗粒酶解成孔、结构解体后,促进酸分子高效攻击淀粉链断裂、加速淀粉碎片化,形成具有微纳米级结构的淀粉组合粒子。直链淀粉含量和酸水解时间显著影响了淀粉的降解效率。场发射扫描电镜与共聚焦激光扫描显微镜观察表明,将96h共水解处理的蜡质玉米淀粉载体负载植物乳杆菌后(~109CFU/g),其自组装具有均匀孔径和连贯通道的微/纳级网络结构,益生菌被牢固嵌入三维孔室内,载菌效率远超常规纳米淀粉载体(~106CFU/g)。该淀粉基新型载体不仅为益生菌提供了兼具物理屏障与高亲和性的微环境,也为天然来源生物基材料的微观结构设计和健康功能口服制剂开发提供了新思路。
基于电荷俘获的可重构二维晶体管及逻辑电路应用
作者:朱鹏飞,杨静泊,刘梦洋*,李梦姣*
上海大学微电子学院
摘要:在后摩尔时代,二维材料凭借其原子级厚度和优异的电学特性,被视为克服硅材料物理限制的关键候选材料。此外,基于二维半导体的可重构晶体管能够在单一器件中实现P型/N型动态调控,进一步为优化电路设计提供创新思路。目前,基于静电调控的可重构二维晶体管在实现非易失调控方面仍面临挑战。为此,提出了一种基于可靠的电荷俘获机制的二维非易失性电荷俘获可重构场效应晶体管结构(CTRFET)。以WSe2作为二维沟道材料,引入Al2O3/HfO2/Al2O3(AHA)三明治结构作为电荷俘获层,成功实现了二维晶体管导电极性的非易失性调控,其中N型FET的开关比高达105,编程状态可保持超过104s,且在104次循环后性能仍保持稳定。在此基础上,利用2个CTRFET构建可重构逻辑单元,该单元可通过栅压编程灵活配置为2种不同的工作模式。当配置为标准反相器时,电路具备全输出摆幅,电压增益可达19。器件所展现的动态可重构能力为高功能密度自适应器件电路的开发提供了新的设计思路,在可编程器件、自配置计算体系和智能感知芯片等领域展现出广阔的应用前景。
纯电动汽车动力电池全生命周期碳排放风险
作者:郑文欣1,2,陈安3*
1. 中国科学院大学中丹学院
2. 中国科学院大学
3. 中国科学院科技战略咨询研究院
摘要:为推动交通系统的清洁转型,纯电动汽车因其更大的减碳潜力成为各国汽车产业发展的趋势。然而,一个常被忽视的重要事实是,纯电动汽车在生产阶段的碳排放比内燃机汽车更高,其中以核心部件动力电池造成的碳排放为主,进而导致纯电动汽车减碳效益存在滞后性,即需要更长的使用时间来抵消。采用全生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法对动力电池的碳排放风险展开探讨。首先,系统评估了三元锂(nickel cobalt manganese,NCM)电池和磷酸铁锂(LiFePO4,LFP)电池在原材料获取和加工、电池生产制造、电池使用和末端处理全过程的碳排放。其次,探究了因动力电池碳排放导致的纯电动汽车减排效益滞后性。中国动力电池全生命周期碳排放需要在纯电动汽车至少使用3.6a(NCM电池)和2.8a(LFP电池)后才能抵消。因此,中国动力电池全生命周期碳排放风险主要体现为碳排放量大及碳排放抵消时间长。最后,从碳足迹核算体系构建、回收行业规范化发展及电力能源结构优化3个方面提出了动力电池碳排放风险的应对策略。
改性Ti/PbO2电极研究进展
作者:尔古阿沙1,高官金1,2,刘强兵1,蒋新宇1*
1. 中南大学化学化工学院
2. 钒钛资源综合利用国家重点实验室
摘要:Ti/PbO2电极具有低成本、耐腐蚀性强等优势,广泛用于有机化合物的电催化氧化领域。然而,传统的Ti/PbO2电极在实际应用中存在电流效率低、活性层比表面积小、电催化性能弱、使用寿命短等问题。从Ti/PbO2电极发展的角度,介绍了近年来在Ti基体表面刻蚀改性和形状调节、中间层改性、表面PbO2活性层构建及掺杂改性3个方面的重要研究成果,分别聚焦基体改性增强界面结合、引入新型中间层提升导电与稳定性以及活性层掺杂改性优化催化性能。在系统梳理这些成果的基础上,从电极结构稳定性与催化活性协同增强的角度,归纳并提出了提升Ti/PbO2电极综合电化学性能:一是优化基体刻蚀参数与形状设计,构建粗糙且均匀的表面结构,强化基体与中间层的结合强度;二是筛选适配性优良的中间层材料,抑制界面反应与氧化膜生成,提升电荷传输效率;三是精准调控活性层晶型结构,合理掺杂金属或非金属元素,实现催化活性与稳定性的同步提升。最后,对Ti/PbO2电极的发展趋势进行了展望,预计未来将在电极材料改性、结构优化等方面取得关键突破,以进一步提升其电化学性能与稳定性,同时拓展其在复杂体系中的规模化应用范围,加速其工业化进程。
政策建议
中国人工智能治理政策的结构特征与优化路径
作者:刘肖肖1,2,杨国梁2,3*
1. 中国标准化研究院
2. 中国科学院科技战略咨询研究院
3. 中国科学院大学
摘要:新一轮科技革命和产业变革的背景下,人工智能已经成为核心驱动力,正在对世界经济、社会治理和人民生活产生极其深刻的影响。同时,也引发了对人工智能发展的诸多担忧,如隐私泄露、数据滥用、算法歧视、信息茧房、就业替代等。中国快速响应,正在构建“治理主体–治理议题–治理工具”的三维治理框架。选取 2017—2024 年有关部门发布的规划意见、法律法规、标准规范、原则倡议 4 类政策文本,聚焦数据、算法、算力等人工智能治理关键要素进行政策文本量化分析。分析发现,中国人工智能治理面临治理议题上“前端重、中后端轻”的治理格局,治理主体上“顶层设计优先”原则体现,以及治理工具上“硬法规制主导、软约束不足”的显著特征等挑战。为此,提出人工智能治理议题上的平衡,逐步构建“前端预防—中端管控—后端保障”的全链条治理框架;治理主体间的协同,在继续强化管理、研发、供应主体治理的同时,将使用主体纳入治理核心圈层;治理工具上的协调,优化政策工具组合,推进硬法托底与软法协同等建议。
科技人文
锤勘山河寻油气,灯照初心踏征程——王铁冠院士的学术人生
作者:周广刚,张万松,徐家骏,吴冲*
中国石油大学(北京)理学院,油气光学探测技术北京市重点实验室
摘要:中国科学院院士王铁冠在艰苦环境下,通过惊人意志和不懈努力,精通科技英语。他长期坚守油气地质科研一线工作,践行了能源报国的爱国誓言,彰显了严谨求实的科学家精神。他深耕分子有机地球化学与石油地质学领域 60 余载,在地质勘查中,发现国内最古老的古油藏,填补中国古代油气勘探的空白。他坚持不懈,证实发现新生物标志物 13α(正烷基)−三环萜烷。他践行能源报国精神,89 岁依然在祖国西部科研第一线坚持工作,助力“双碳”目标实现,为西部高校的学科建设和人才培养注入动力。