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图片来源：新华网
神舟十一号10月17日在中国甘肃酒泉卫星发射中心发射成功。在接下来的两天里，神舟十一号将与天宫二号进行对接。此次搭乘神舟十一号执行任务的宇航员景海鹏和陈冬将在轨工作、生活30多天，进行航天医学、太空科学实验和太空应用技术、在轨维修技术、空间站技术试验及科普活动。神舟十一号的发射将我国载人深空探测推向一个新的高度……
载人深空探测任务是指以月球、小行星、火星及其卫星为目标的有人类航天员直接参与的地外天体探测任务，是以月球为代表的深空探测工程和载人航天工程后续发展的必然结合。在21 世纪上半叶科技进步可预见的范围内，载人深空探测可达目标包括月球、小行星、火星及其卫星。
▲ 深空探测概念示意图
为了更好地协调统筹国际深空探测活动，国际深空探测协调组织（International Space Exploration Coordination Group，ISECG）研究发布了两个版本的全球空间探索路线图。
▲ 《全球探索路线图》（第1 版）
资料来源：The Global Exploration Roadmap，International Space Exploration Coodination Group
2011 版路线图确定的“月球优先”和“小行星优先”两条可能的途径来驱动载人火星探测目标，但无论选择哪条途径，载人登月都是不可或缺的一环。
▲ 2011 年版《全球探索路线图》提出的两条探索途径
资料来源：The Global Exploration Roadmap，International Space Exploration Coodination Group
经过多年的快速发展，我国航天技术中的载人航天工程已进入到第二步的空间实验室任务阶段，2016 年实施的“天宫二号”空间实验室任务可以实现2 人30 天的中长期在轨驻留任务。2022 年载人航天工程将建成近地轨道空间站，实现航天员近地轨道长期在轨驻留；月球探测工程将于2017 年实施无人月球采样返回任务，完成我国第一次月面样品采集及返回任务。
▲ 载人深空探测关键系统和能力进步
对载人深空探测后续发展具有较强的指导意义
资料来源：ISECG Global Exploration Roadmap：A Stepwise Approach to Deep Space Exploration，
Roland Martinez，Kandyce Goodliff，Ryan Whitley
2018 年“嫦娥四号”将首次着陆于月球背面。载人航天和月球探测工程的顺利实施有力地推动了载人深空探测技术的发展，为载人深空探测任务的顺利实施奠定了扎实的技术基础。但由于有了人类航天员的参与，载人近地轨道任务和无人深空探测任务所涉及的科学技术与实施载人深空探测任务还存在相当大的差距，载人近地任务、无人深空探测任务与载人深空探测任务的技术支撑和发展关系如下图所示。从图中可见，在各个技术方向上载人深空探测任务都有更强烈的需求和带动作用。
▲ 载人近地轨道任务、无人深空探测任务
与载人深空探测任务的技术发展关系图
鉴于载人深空探测任务与无人深空探测任务存在“质”的差异，这些差异将导致工程技术和科学问题方面存在突出问题，亟待解决。围绕载人深空探测任务的“去、登、驻、用、回”以及“人”等方面，大致可概括为四个方面的科学技术问题。
▲ 载人深空探测存在的突出科技问题示意
▲ 四大方面的科学技术领域分类
面向载人深空探测任务梳理出围绕“去、登、回、驻、用”及“人”的问题共包括4 大方面18 个突出科技问题，其中所涉及的技术领域包括载人飞行器总体技术，动力与能源技术，空间热物理技术，制导、导航与控制技术，着陆回收技术，材料、结构与制造技术，载人环境与生命保障科学与技术，人机联合作业技术，原位资源利用技术，月球及行星科学，空间生命科学，航天医学等，总计约60 项科学技术项目。
本文有刘四旦摘编自即将出版的中国科学院编《中国学科发展战略·载人深空探测》（北京：科学出版社，2016.11）一书，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-050109-7
“中国学科发展战略”丛书是中国科学院组织数百位院士专家联合研究的系列成果，涉及自然科学各学科领域，是目前规模最大的学科发展战略研究项目。《中国学科发展战略•载人深空探测》系统地梳理了载人深空探测的发展历程，明确了载人深空探测的内涵，对载人深空探测的发展趋势进行了前瞻性研究；同时面向我国载人深空探测领域发展的长远战略需求，系统地分析了实施载人深空探测所面临的四个方面的关键科学和技术问题，提炼了应优先发展的学科领域及重点研究方向，并提出了相应的政策和建议。
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