前沿技术
| 前沿技术 |
1、 【定义】
是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是国家高技术创新能力的综合体现。
2、 【选择前沿技术的主要原则】
一是代表世界高技术前沿的发展方向。二是对国家未来新兴产业的形成和发展具有引领作用。三是有利于产业技术的更新换代，实现跨越发展。四是具备较好的人才队伍和研究开发基础。根据以上原则，要超前部署一批前沿技术，发挥科技引领未来发展的先导作用，提高我国高技术的研究开发能力和产业的国际竞争力。
世界知识产权组织2015年11月11日发布《2015年世界知识产权报告:突破式创新与经济增长》，分析了3D打印、纳米技术和机器人工程学等拥有促进未来经济增长潜力的新技术，并指出中国是在这3项最尖端前沿技术创新方面惟一向先进工业化国家靠近的新兴市场国家。
目录
基本信息
生物技术
生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技革命的重要推动力量，基因组学和蛋白质组学研究正在引领生物技术向系统化研究方向发展。基因组序列测定与基因结构分析已转向功能基因组研究以及功能基因的发现和应用;药物及动植物品种的分子定向设计与构建已成为种质和药物研究的重要方向;生物芯片、干细胞和组织工程等前沿技术研究与应用，孕育着诊断、治疗及再生医学的重大突破。必须在功能基因组、蛋白质组、干细胞与治疗性克隆、组织工程、生物催化与转化技术等方面取得关键性突破。
生物技术之前沿:
靶标发现技术
靶标的发现对发展创新药物、生物诊断和生物治疗技术具有重要意义。重点研究生理和病理过程中关键基因功能及其调控网络的规模化识别，突破疾病相关基因的功能识别、表达调控及靶标筛查和确证技术，"从基因到药物"的新药创制技术。
动植物品种与药物分子设计技术
动植物品种与药物分子设计是基于生物大分子三维结构的分子对接、分子模拟以及分子设计技术。重点研究蛋白质与细胞动态过程生物信息分析、整合、模拟技术，动植物品种与药物虚拟设计技术，动植物品种生长与药物代谢工程模拟技术，计算机辅助组合化合物库设计、合成和筛选等技术。
基因操作和蛋白质工程技术
基因操作技术是基因资源利用的关键技术。蛋白质工程是高效利用基因产物的重要途径。重点研究基因的高效表达及其调控技术、染色体结构与定位整合技术、编码蛋白基因的人工设计与改造技术、蛋白质肽链的修饰及改构技术、蛋白质结构解析技术、蛋白质规模化分离纯化技术。
基于干细胞的人体组织工程技术
干细胞技术可在体外培养干细胞，定向诱导分化为各种组织细胞供临床所需，也可在体外构建出人体器官，用于替代与修复性治疗。重点研究治疗性克隆技术，干细胞体外建系和定向诱导技术，人体结构组织体外构建与规模化生产技术，人体多细胞复杂结构组织构建与缺损修复技术和生物制造技术。
新一代工业生物技术
生物催化和生物转化是新一代工业生物技术的主体。重点研究功能菌株大规模筛选技术，生物催化剂定向改造技术，规模化工业生产的生物催化技术系统，清洁转化介质创制技术及工业化成套转化技术。
信息技术
信息技术将继续向高性能、低成本、普适计算和智能化等主要方向发展，寻求新的计算与处理方式和物理实现是未来信息技术领域面临的重大挑战。纳米科技、生物技术与认知科学等多学科的交叉融合，将促进基于生物特征的、以图像和自然语言理解为基础的"以人为中心"的信息技术发展，推动多领域的创新。重点研究低成本的自组织网络，个性化的智能机器人和人机交互系统、高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统。
信息技术之前沿:
智能感知技术
重点研究基于生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的"以人为中心"的智能信息处理和控制技术，中文信息处理;研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。
自组织网络技术
重点研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术，低成本的实时信息处理系统、多传感信息融合技术、个性化人机交互界面技术，以及高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统;研究自组织智能系统和个人智能系统。
虚拟现实技术
重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。
新材料技术
新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展。突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术，在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件，开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料，开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。
新材料技术之前沿:
智能材料与结构技术
智能材料与智能结构是集传感、控制、驱动(执行)等功能于一体的机敏或智能结构系统。重点研究智能材料制备加工技术，智能结构的设计与制备技术，关键设备装置的监控与失效控制技术等。
高温超导技术
重点研究新型高温超导材料及制备技术，超导电缆、超导电机、高效超导电力器件;研究超导生物医学器件、高温超导滤波器、高温超导无损检测装置和扫描磁显微镜等灵敏探测器件。
高效能源材料技术
重点研究太阳能电池相关材料及其关键技术、燃料电池关键材料技术、高容量储氢材料技术、高效二次电池材料及关键技术、超级电容器关键材料及制备技术，发展高效能量转换与储能材料体系。
先进制造技术
先进制造技术将向信息化、极限化和绿色化的方向发展，成为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。重点突破极端制造、系统集成和协同技术、智能制造与应用技术、成套装备与系统的设计验证技术、基于高可靠性的大型复杂系统和装备的系统设计技术。
先进制造技术之前沿:
极端制造技术
极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度(特大或特小尺度)或极高功能的器件和功能系统。重点研究微纳机电系统、微纳制造、超精密制造、巨系统制造和强场制造相关的设计、制造工艺和检测技术。
智能服务机器人
智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。以服务机器人和危险作业机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术。
重大产品和重大设施寿命预测技术
重大产品和重大设施寿命预测技术是提高运行可靠性、安全性、可维护性的关键技术。研究零部件材料的成分设计及成形加工的预测控制和优化技术，基于知识的成形制造过程建模与仿真技术，制造过程在线检测与评估技术，零部件寿命预测技术，重大产品、复杂系统和重大设施的可靠性、安全性和寿命预测技术。
先进能源技术
未来能源技术发展的主要方向是经济、高效、清洁利用和新型能源开发。第四代核能系统、先进核燃料循环以及聚变能等技术的开发越来越受到关注;氢作为可从多种途径获取的理想能源载体，将为能源的清洁利用带来新的变革;具有清洁、灵活特征的燃料电池动力和分布式供能系统，将为终端能源利用提供新的重要形式。重点研究规模化的氢能利用和分布式供能系统，先进核能及核燃料循环技术，开发高效、清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发利用技术，低成本、高效率的可再生能源新技术。
先进能源技术之前沿:
氢能及燃料电池技术
重点研究高效低成本的化石能源和可再生能源制氢技术，经济高效氢储存和输配技术，燃料电池基础关键部件制备和电堆集成技术，燃料电池发电及车用动力系统集成技术，形成氢能和燃料电池技术规范与标准。
分布式供能技术
分布式供能系统是为终端用户提供灵活、节能型的综合能源服务的重要途径。重点突破基于化石能源的微小型燃气轮机及新型热力循环等终端的能源转换技术、储能技术、热电冷系统综合技术，形成基于可再生能源和化石能源互补、微小型燃气轮机与燃料电池混合的分布式终端能源供给系统。
快中子堆技术
快中子堆是由快中子引起原子核裂变链式反应，并可实现核燃料增殖的核反应堆，能够使铀资源得到充分利用，还能处理热堆核电站生产的长寿命放射性废弃物。研究并掌握快堆设计及核心技术，相关核燃料和结构材料技术，突破钠循环等关键技术，建成65MW实验快堆，实现临界及并网发电。
磁约束核聚变
以参加国际热核聚变实验反应堆的建设和研究为契机，重点研究大型超导磁体技术、微波加热和驱动技术、中性束注入加热技术、包层技术、氚的大规模实时分离提纯技术、偏滤器技术、数值模拟、等离子体控制和诊断技术、示范堆所需关键材料技术，以及深化高温等离子体物理研究和某些以能源为目标的非托克马克途径的探索研究。
海洋技术
重视发展多功能、多参数和作业长期化的海洋综合开发技术，以提高深海作业的综合技术能力。重点研究开发天然气水合物勘探开发技术、大洋金属矿产资源海底集输技术、现场高效提取技术和大型海洋工程技术。
海洋技术之前沿:
海洋环境立体监测技术
海洋环境立体监测技术是在空中、岸站、水面、水中对海洋环境要素进行同步监测的技术。重点研究海洋遥感技术、声学探测技术、浮标技术、岸基远程雷达技术，发展海洋信息处理与应用技术。
大洋海底多参数快速探测技术
大洋海底多参数快速探测技术是对海底地球物理、地球化学、生物化学等特征的多参量进行同步探测并实现实时信息传输的技术。重点研究异常环境条件下的传感器技术，传感器自动标定技术，海底信息传输技术等。
天然气水合物开发技术
天然气水合物是蕴藏于海洋深水底和地下的碳氢化合物。重点研究天然气水合物的勘探理论与开发技术，天然气水合物地球物理与地球化学勘探和评价技术，突破天然气水合物钻井技术和安全开采技术。
深海作业技术
深海作业技术是支撑深海海底工程作业和矿产开采的水下技术。重点研究大深度水下运载技术，生命维持系统技术，高比能量动力装置技术，高保真采样和信息远程传输技术，深海作业装备制造技术和深海空间站技术。
激光技术
(1)激光技术包括激光器技术及激光应用技术。目前发展比较成熟和应用比较广泛的激光器主要有半导体激光器、二氧化碳激光器和固体激光器。 激光技术是60年代初发展起来的,以原子物理、量子理论、光学技术和电子技术为基础的一门高新技术。激光技术已在工业、农业、医疗卫生、通信、宇航和军事等方面得到了大量而广泛应用。
(2)研究范围: 〔1〕激光器技术;〔2〕激光应用技术; 对激光器的研究又分为三部分:工作物质;谐振腔;激发源;阵列。
(3)发展过程: 60年代--今 需求动力: 激光是一种受激辐射光,它具有亮度高、方向性强、颜色极纯、相干性好的特点,在多个领域都有广泛的应用前景。1960年5月17日,世界上第一台红宝石激光器诞生。它是根据爱因斯坦1917年提出的物质受激辐射原理而制成的。之后激光技术迅猛发展起来。 主要特点: 一、开发了多种激光器 自第一台激光器诞生后,激光器技术一直是激光技术的一个重要部分,至今已研制了上百种激光器。按工作物质可以将它们划分为:固体激光器、气体激光器、半导体激光器等。目前固体激光器领域最活跃的话题是二极管泵浦固体激光器,相应的半导体激光器中激光二极管成为了它的重要发展方向,气体激光器中以CO2激光器的研究最成熟也发展最快。对激光器的研究主要包括以下几个方面的问题: 1.工作物质的研究和选择 2.泵浦技术的研究 3.激光器的设计与制造工艺 二、推广了多个应用领域 激光自产生之日起就是针对着实际应用的需要。目前激光技术已经被推广应用于农业、工业、医疗、科学研究、军用武器及航天技术等多个领域,带来了巨大的效益,特别是在军事领域,发挥着重要作用,可用于制导、测距、通讯、雷达、激光武器等等。 典型成果和产品: 1.光谱二极管试验室的连续波680nm波长的八条式阵列,输出功率为8.5W(二极管激光器) 2.JTT国际公司的小型、自倍频式NYAB激光器及兰光激光器,采用LiTaO3波导倍频860nm二极管激光器的输出,输出功率为0.5mw(二极管泵浦固体激光器)
(4) 现有水平及发展趋势 自1960年5月17日第一台红宝石激光器诞生后,激光技术得到了迅猛发展,激光技术广泛应用于国防、工业、医学等领域。激光器是激光技术的重要组成部分,也是发展激光技术的基础。三十年来,激光器已经发展为上百种,下面我们分类介绍激光器的部分最新动态:
1.固体激光器:对科研应用来说,固体激光器(如Nd:YAG和Nd:YLG)技术目前已较为成熟。转键式激光器,今后将进一步提高可靠性和稳定性,采用这种结构设计可增加二次谐波的转换效率,且使用新材料(如LBO)可获得更多的波长。脉冲固体Nd:YAG激光器运用三次和四次谐波技术,将会扩大其应用领域,并可用作染料激光器的泵浦源。另外掺钛、铥、铒的YAG及YSGG大功率固体激光器的工作波长为2~3μm。
2.二极管泵浦固体激光器 八十年代中期以来,激光二极管泵浦的固体激光器开发十分活跃,它具有体积小、重量轻、耗电省、可靠性高等一系列优点。这些优点主要得益于它的泵浦源--半导体激光二极管(LD),LD克服了闪光灯泵浦源的缺点,具有寿命长、效率高、体积小、重量轻的优点。激光二极管泵浦的固体激光器(DPSS激光器)正广泛应用于军事领域,是激光器的一个重要研究方向,目前,由于制造业提高了器件输出功率、运行寿命和Q开关运行频率,二极管泵浦Nd:YAG激光器技术继续成熟,在该领域积极活动的有阿莫克激光、相干、光波电子学公司,迈克勒柯公司,光谱物理激光二极管系统公司。
3.半导体二极管激光器 二极管激光器已成为半导体激光器的一个重要发展方向,这是由于大功率二极管激光器可用于泵浦固体激光器。目前已实现了高功率二极管和列阵。这种器件的设计目标是提高寿命和输出功率,同时降低阈值电流。 二极管激光器大体可分为三个波段:可见、近红外和长波,在680nm波长附近发射的可见光二极管激光器已广泛使用,主要应用是条码扫描和光数据存储。近红外(800--1000nm)二极管激光器的进展使这种器件的几种应用更普及,808nm附近的高功率二极管及其阵列是Nd:YAG和其它固体激光器的泵浦源。高功率近红外二极管激光器的另一扩展应用是泵浦通讯用980nm掺铒光纤放大器。通讯也是长波二极管激光器的一大市场。 4.可调谐激光器 长期以来,可调谐激光器以染料激光为主,但最近可调谐固体和半导体激光技术正迅速改进。不仅掺钛宝石、紫翠宝石之类固体材料可以调谐,镁橄榄石也易于调谐。掺钛宝石激光器正在迅猛发展。 5.气体激光器 气体激光器技术已经比较成熟,离子激光器用于共焦显微术,光盘刻录和全息术等应用。混合气体离子激光器的一大领域是娱乐业。对工业应用而言,CO_{2}激光器正在向小型化、可靠和长寿命的新极限前进。准分子激光器主要用于医疗、打标及半导体光刻和微型加工上。 激光出现后,就开始了激光的军事应用,军用激光技术的发展迄今已有三十多年的历史,激光技术已渗透到侦察、识别、制导、导航、指挥、控制、通讯、训练和光电对抗等各个军事领域。
空天技术
空天技术之历史、发展
(1) 空天技术发展历史与现状一般认为距地球表面100公里以下的空间为"空"，100公里以上的空间为"天"，但两者间并没有绝对的分界线。空天一体化是航空航天技术未来发展的趋势，是由现代高新技术发展引发的重大变革。
(2)1903年莱特兄弟研制成功世界上第一架带动力飞机，实现了人类远久的飞行梦想。20世纪初，环量和升力理论的建立，奠定了低速飞机设计基础，使重于空气的飞行器成为现实; 40年代中期至50年代，可压缩气体动力学理论的迅速发展，特别是跨声速面积律的发现和后掠翼新概念的提出,帮助人们突破"音障"，实现了跨声速和超声速飞行; 50年代中期研制成功了性能优越的第一代战斗机，如美国的F86、F100，苏联的Mig15、Mig19等。二次世界大战期间，军事航空的需求以及导弹武器的出现和投入使用，促使人们向更高的速度冲击。50年代以后，开始了超声速空气动力学发展的新时期. 第二代性能更为先进的战斗机陆续投入使用,如:美国的F4、F104,苏联的Mig21、Mig23,法国的幻影3等。
(3) 1957年苏联发射了世界上第一颗地球人造卫星，1961年第一艘载人飞船"东方号"升空,被认为是空间时代的开始。60年代以后，苏联、美国先后研制成功一系列载人飞船，如:俄罗斯的载人飞船"东方号"、"上升号"和"联盟号";美国的"水星号"、"双子星座号"、"阿波罗号"等。70年代，世界各国出现研制发展空天飞机的热潮。1981年美国成功发射了世界上第一架航天飞机"哥伦比亚号"。俄罗斯也在1988年发射了"暴风雪号"航天飞机。航空方面的重点则放在了发展高性能作战飞机、超声速客机、垂直短距起落飞机和变后掠翼飞机。70年代以后，第三代高机动性战斗机陆续问世，.如美国的F15、F16，苏联的Su27、Mig29和法国的幻影2000。
(4)航天飞机可重复使用，有效载荷能力强，原设想可以大幅度降低发射成本。但实际使用中发现，航天飞机的研制费非常高，每次的发射费用也超出先前预计，而且故障率比较高。2003年，美国"哥伦比亚号"航天飞机失事后，美国意识到，未来进入空间、控制空间、进行太空探索、向空间站运送人员和货物，迫切需要研究和发展新的空天飞行器。
(5)美国早在90年代初期开始执行"国家空天飞机"(NASP)的发展计划。该计划自1982年起步，由于在高超声速马赫数范围内，作为动力系统的超燃发动机的技术储备不足，而在短期内难以突破其技术关键，因此不得不于1994年下马，历时10余年，花费30多亿美元。此后,NASA(美国航空航天局)开始执行新的HyperX计划，该计划有三个主要目标:一是对采用的设计方法进行飞行验证;二是继续发展以超燃为动力的飞行器设计工具;三是降低由于气动力、推进系统、结构/发动机/结构一体化预估不准确可能带来的风险。1996年开始研制以火箭为动力的空天飞行器X33、X34。由于对新型轻质材料的强度、韧性和防热性能等研究不足，2001年3月也宣布下马。
(6)2001年6月，以超燃发动机为动力的空天飞行器X43A首次试飞，在飞行速度达到Ma=1时，由于助推器失控，飞行器脱离B52载机时偏离预定轨道，不得不引爆砸毁。
(7)2004年3月27日，X43A试飞获得成功,以超燃冲压发动机为动力的飞行器的可控制飞行速度达到了每小时8000公里(Ma=7),持续飞行8秒钟,飞行高度达到28000米。X43A还只是一个试验飞行器，进入实用还有很多问题，例如:超燃发动机的防热问题。目前，X43A采用的是热沉式冷却设计，而进气道唇口是开式全耗损水冷，这种冷却技术维持10秒左右的飞行时间还可以，时间长了，冷却就是一个大问题。此外，如采用更实用的碳氢化合物燃料，点火则比氢要困难得多。进一步提高飞行Ma数也面临更多难题。
(8)近年来美俄等国在空天技术的研究与探索方面从未停止过。美国在2004年1月宣布的太空新计划中提出,在2010年前,研制新一代"载人探索飞船"(CEV)。可一次将一组航天员及设备送往太空或月球,使载人飞船的功能得到显著提升。俄罗斯也在2004年3月公布:正发展称之为"空间快船"的新一代航天飞船，以取代老的"联盟号"。它的飞行重量是"联盟号"的2倍，可以乘载6名航天员，重复使用25次以上。据称只要研制经费能够及时到位，五年时间便可建成。
(9)美国国防部还宣布要发展可重复使用的"跨大气层空天飞行器"，认为它将成为未来最重要的新型空天飞行作战平台，可以为21世纪的空天运输和攻防对抗提供非常有价值的能力。它与目前正在使用的飞船和航天飞机相比有很大不同，在发射成本、可维护性、重复使用、飞行性能等诸多方面具有突出优点。它能以低价格、高可靠性代替运载火箭发射卫星，代替飞船或航天飞机进行天地往返，运送人员和货物;在军用方面，能迅速机动地进入太空空间，在两小时内实现"全球到达"，完成侦察、作战任务，还能作为各种天基作战武器的发射平台，也可长期在轨运行，执行空间预警和作战指挥。
(10)此外，美、俄和欧洲在空间探测和空间站建设方面也开展了大量工作。空间探测除探月外还发射了一系列行星探测器，飞往火星、金星、土星、木星等。自1962年苏联发射"火星1号"探测器以来，人类已向火星发射了30多个探测器，2/3失败。 2003年6月到7月，美国先后发射"勇气号"和"机遇号"火星车,历经半年时间,于2004年1月在火星成功着陆，现已陆续将大量极其珍贵的信息传送回地球。在空间站建设方面，美俄日加等16个国家共同建设的国际空间站，由6个实验舱、1个居住舱、3个节点舱、平衡系统、供电系统、服务系统和运输系统等组成，其总重量为500吨，可容纳7~15名宇航员同时在太空工作。该工作开始于1998年，预计投资500亿美元，工作寿命15年以上。原计划2006年建成，现在看来进度将会拖延。
空天技术的重要意义与作用
在国家综合国力的构成要素中,航空航天技术占据着非常重要的地位,是国家实力和科技水平的象征。纵观近年来发生的多次局部战争，无一不是从空中打击开始的。除陆地、海洋外，来自空天的攻击将成为对国家安全最严重的威胁。
以伊拉克战争为例，2003年美英等国联军出动各种飞机18000架，并首次动用了先进的F/A18E/F战机。充分利用空天地一体化信息系统的强大支持，空中作战武器平台的信息化程度比以前任何一次战争都高，共投下近3万枚炸弹，其中68% 是制导炸弹和导弹。由于掌握了绝对的空天优势，结果用了不到四周时间、死亡仅115人的代价，就推翻了萨达姆政权，充分展示了空天优势在现代化战争中的作用。
空天优势是未来高技术战争条件下赢得胜利的战略制高点。美国总统肯尼迪早在20世纪60年代就说过:"谁控制了空间，谁就控制了地球。" 1998年美航天司令部公布的《2020设想》，1999年公布的《美国防部最新航天政策》中都提出要"发展控制空间的能力"。未来20年，大力发展空天技术,提高"进入空间、利用空间、控制空间"的能力,将成为确保国家安全和国际地位最具重要意义的问题。
空天技术的发展对国民经济和社会进步有极为重要的作用，它的发展大大提高了人民的生活质量。以民用航空的发展为例:从20世纪60年代起，随着150座以上喷气客机的出现，航空运输在人类交通运输业中成为重要的交通工具。世界航空客运今后每10年将增长1.6万亿人公里，货运周转量平均年增长率将达到5%~7%。到2020年，世界航空客运量估计将达到6.4万亿人公里。2001-2020年，全世界航空公司大型喷气飞机总需求量将超过1. 8万架，总价值将超过1. 4万亿美元。 我国是世界上民航运输增长最快的地区之一。1999年全国民航年运输总周转量和旅客周转量已经上升为世界第9位和第6位。2003年，全国126个通航机场，飞机起降210多万架次，旅客吞吐量为17000万人次，货邮吞吐量520万吨。空运又是现有运输方式中最安全的。2003年全球共发生空难162起，死亡1204人，达到1945年以来的最低值。其中商务运营中发生事故25起,死亡677人。
航天技术与国民经济、社会发展和人民生活也有极其密切的关系，人们正广泛享用着航天技术的成果，如:卫星广播通信、气象观测预报、卫星导航定位、地球资源普查、生物育种、材料制备、医药合成等。以气象卫星为例，世界上现在有几十颗气象卫星，已构成全球观测网，120个国家建立了气象卫星数据接收利用服务站，昼夜不停地对大气环境变化进行观测预报，及时准确地对台风、暴雨、洪涝、干旱等自然灾害作出预报，大大减少了人员伤亡和财产损失。1988年以来我国已发射了"风云"系列气象卫星7颗，卫星数据已在我国天气预报、气象研究、农业规划、灾害监测等方面发挥了重要作用。航天育种是空天技术又一重要应用领域，利用太空环境高真空、高洁净、微重力、多种宇宙射线、重离子和交变磁场等特点，进行诱变育种，引起株型、穗型、果型异变，大幅度提高产量，显示了非常诱人的前景。
三、 空天技术的未来展望进入21世纪后，世界各先进国家更加重视空天技术的发展。可以预料，今后十年或更长一些时间(2020年以前)，航空航天技术必将有更大发展。正在研制和有可能进入型号研制的航空航天飞行器主要有:高机动性作战飞机、可重复使用的高超声速空天飞行器、大型高速民航机和军用运输机、新一代战略战术作战武器、军/民用卫星、空间实验室、无人侦察作战飞机、武装直升机、地效飞行器、微型飞行器、智能控制可变形体飞行器和激光、动能等新概念武器等。
"天翼1号"根据预测，在未来的十年中, 航空方面，由于空气动力学的发展,飞机的阻力将下降15%~20%,由于材料和设计技术的进步,飞机的结构重量将下降20%,由于元器件可靠性提高和制造工艺的改进,飞机的事故率将下降80%。新一代军用飞机将具有超音速巡航、过失速机动、短距起降、隐身等能力,配备更先进的电子武器系统,作战能力比现有飞机提高10倍;民用飞机将向更大、更快、更安全、更经济、对环境污染更小的方向发展。500~1000座的民航机可望投入使用。航天方面，包括运载火箭、卫星、可重复使用跨大气层飞行器和空间作战飞行器等在内的航天运输系统,将沿着高速、高机动、高可靠性、高隐形、精确打击、实时按需发射、可靠进入空间、迅速部署、扩展和维护、经济廉价、功能强、可重复使用等方向发展;控制空间将成为未来高技术战争条件下的战略制高点。要控制空间首先必须能进入空间，因此，发展进入空间的运载手段成为一项紧迫任务;远程、大纵深、精确打击将成为进攻力量的主体;建立全方位、多层次、灵活机动、快速反应的空天防御体系成为迫切需要。
四、 面对挑战的我国空天技术20世纪50年代新中国刚刚成立不久,航空航天事业的发展就受到党和国家的高度重视。1956年制定的《科技发展远景规划纲要》,把火箭与推进技术列入七个重点项目之一。50多年来,我国的航空航天事业飞速发展，获得巨大成就。航空方面，1954年试制成功第一架飞机初教5)，1956年国产歼5喷气飞机首飞成功，1960年我国自行研制成功强5飞机，1984年，我国自行研制的歼8飞机首飞成功。近年来，我国又自行研制成功歼10飞机，其战术技术性能已达到国外正在服役的第三代歼击机的水平。
航天方面，1960年中国自己制造的弹道导弹发射成功，开始了中国航天的新时代。1965年11月DF1中近程弹道导弹研制成功，1966年12月我国自行研制的DF2中导弹试飞成功，1970年成功发射我国第一颗人造地球卫星。1970年4月"长征1号"运载火箭发射成功,到80年代中期已初步形成系列化。 经过40年的努力，相继研制成功多种运载火箭，发射了近地卫星、地球同步、太阳同步、载人飞船等70多颗航天器。1990年开始进入国际商业卫星发射市场，成功发射了20多颗国外卫星。中国航天取得了令人瞩目的成就。1992年开始发展我国载人航天，并确定载人航天应当从载人飞船起步。
1992年9月中国载人飞船工程被批准立项并开始实施。历经七年的论证、研究、设计、建造、试验后，1999年11月20日，"神舟1号"飞船发射升空，在太空正常运行1天后，准确着陆在预定区域。 "神舟1号"至"神舟4号"飞船的飞行试验，积累了大量实际经验，为载人飞行奠定了基础。2003年10月15日"神舟5号"发射成功(图26),我国首次实现载人航天飞行。2003年10月16日"神舟5号"胜利返回地面,首次载人航天飞行获得圆满成功。
图26"神舟5号"发射成功图27"神舟5号"胜利返回
此外，2000年，我国建成了由两颗卫星组成的区域性的"北斗"导航试验卫星系统。2003年5月26日，我国又在西昌卫星发射中心成功将第三颗"北斗1号"导航定位卫星送上太空，标志着我国已成功建立了自主的卫星导航系统--第一代"北斗"卫星导航定位系统。
在空间探测方面，我国与欧洲航天局合作的"双星计划"，利用两颗轨道相互交叉的卫星进行大范围的磁层空间同步探测。双星将与欧洲航天局发射的"团星Ⅱ"四颗卫星一起,形成人类第一次从太阳到地球空间的6点立体探测体系。这是我国与欧洲航天局合作的第一个科学探测卫星项目，也是我国航天史上第一个真正意义的空间探测计划。
关于我国航天的未来发展，国家航天局公布的《中国航天白皮书》宣布:今后10年或稍后一些时期，我国将大力发展能够长期稳定运行的对地观测卫星体系;建立自主经营的卫星广播通信系统、导航定位卫星系统;建立新型科学探测与技术试验卫星体系;进一步发展载人航天技术、空间实验室、月球探测及深空探测技术、载人航天和天地往返运输系统、天/地一体化信息系统。军用航天(各类侦察、通信、导航卫星和其他航天器)、空天作战武器等在重大需求推动下也必将有很大发展。
2003年3月1日，中国国家航天局宣布启动月球探测计划，定名为"嫦娥工程"。经过半个世纪在航天技术方面的努力，我国实施该计划的时机和条件已经成熟，探月的路径已经确定，一些关键技术也有突破。预计两年内，我国将发射绕月球飞行的月球探测卫星。
可重复使用的航天器，由于在发射费用、发射准备周期、有效装载能力和运营效益等方面的优越性，而受到世界各国的广泛关注。我国在这一领域也正在积极开展研究工作。
未来空天飞行器平台的显著特点是多采用具有大升阻比的升力体构型。其结构是超轻质、高强和功能/结构一体化的，具有最先进的高超声速动力系统、结构防热系统、控制系统和安全保障系统。这类飞行器所具有的复杂外形和飞行环境引起一系列极为复杂的流动现象，如:激波，分离，漩涡，湍流，化学反应和等离子体流动，力、热、光、电磁多场耦合等;它们独特的服役条件和特定的作战使命要求，引出一类对现有科学知识具有挑战性的新的课题，如:强-短时载荷的耦合效应、高应变率-高温升率与结构间的非平衡耦合效应、智能材料与结构、智能自主控制技术、微流体力学和微系统动力学等。
五、 结束语 21世纪前50年,空天技术的发展将非常类似20世纪前半叶航空的发展。今后若干年内，在强大的空/天/地一体化信息系统的支持下，战争将是全方位、大纵深、立体化的，一改过去传统的单一武器独立作战模式，变成海、陆、空、天、电五位一体，进攻与防御间的体系对抗。从空中(空间)作战支援发展到空中(空间)格斗以及从空中(空间)向地面实施远距离精确打击,将逐步成为具有战略意义的行为。这些都对空天技术发展提出了多方面严格要求。
航空航天技术是涉及多种学科的高技术领域，空天飞行器研制中面临的基础性的关键技术问题也是多方面的，我们现有的科学技术基础尚不足以圆满解决所面临的各种复杂而困难的问题。大力加强基础理论研究，不断改进和提高地面模拟实验、数值计算以及理论分析能力，仍然是十分迫切的任务。在这里，我们要特别强调基础研究和工程应用有机结合和协调发展的重要性。航空航天工业作为高技术产业，基础研究更应先行一步。
要"以人为本"，鼓励创新，大力营造鼓励创新的主客观条件与宽松环境，积极培养大批优秀的年轻航天科技人才。继承和发扬"两弹一星"和"载人航天"精神，为加速发展我国航空航天事业而努力奋斗![1]