4月24日，2024年中國航天大會在湖北武漢開幕。在主論壇上，受中國宇航學會和中國航天大會學術委員會委托，中國科學院院士、中國航天科技集團有限公司研究發展部部長王巍發布了2024年宇航領域科學問題和技術難題。
此次發布的科學問題和技術難題共10項，分別是地外資源利用的重力場效應問題、地外天體介觀尺度動力學問題、空間帶電粒子操控機理與方法、面向載人深空探測的火星二氧化碳原位利用技術、冰巨星探測任務設計與關鍵技術、月基平方公裏射電天文天線陣列建造技術、太空計算中心構建及運行技術、小天體探測與開發的智能柔性附著技術、航天遙感大模型的産業化應用技術、重複使用火箭複用快速評估驗證技術。
此次發布是繼2020年中國航天大會首次發布宇航領域科學問題和難題以來的第5次發布活動。5年來，相關問題研究助推了科研項目的立項與實施，對布局航天前沿科技發展方向，打造原創技術策源地具有重要意義。
“隨著問題難題的征集和發布，如何使宇航領域基礎研究與應用研究相互促進，激起創新之火，開好科技之花，結出産業之果，已經成爲這項活動的首要議題。”王巍表示，中國宇航學會後續將采用問題難題與重要進展隔年發布的方式，輪流對外發布，以此推動宇航領域新概念技術、顛覆性技術的研究與儲備，強化協同創新機制，打造科技創新鏈條，助推宇航領域高水平科技創新與發展。
2024年宇航領域科學問題和技術難題介紹：
1.地外資源利用的重力場效應問題
地外資源是未來深空探測的重要目標，重力場效應涉及地外資源的探-運-彙-采-選-冶等各個環節，是深空領域亟待解決的重要科技問題。因此開展地外資源利用中的重力場效應研究，取得理論研究與技術創新突破，對引領宇航領域高新技術快速發展具有重要意義。
2.地外天體介觀尺度動力學問題
地外環境下亞微米到亞毫米介觀尺度顆粒物多相複雜物理系統的運動和相互作用十分複雜，其動力學機理是揭示太陽系形成演化、地外資源賦存規律與星表物質接觸相應機制的重大科學問題。對突破行星形成理論屏障、評估地外物質資源經濟價值、發展星表資源探測與開發裝備技術具有重要意義。
3.空間帶電粒子操控機理與方法
地外空間中存在大量攜帶能量和多維信息的帶電粒子，對宇航活動造成幹擾與損傷效應，同時也蘊含研究與利用價值。深入研究在複雜空間環境下寬能譜帶電粒子群的操控機理與方法，對提高極端服役環境下宇航活動的安全性、開發和利用空間帶電粒子資源具有重要意義。
4.面向載人深空探測的火星二氧化碳原位利用技術
火星二氧化碳原位利用技術是通過捕集火星大氣中高濃度的二氧化碳，將其轉化爲能源供給、資源開發、農業生産等方面所需關鍵原料的技術。該技術的突破將有效降低火星生存與探索活動對地球補給的依賴，有力支撐地外載人探測和未來太空移民等深空探測任務的可持續性發展。
5.冰巨星探測任務設計與關鍵技術
在太陽系中，天王星和海王星均是典型的冰巨星，是一種主要由氧、碳、氮、硫等組成的巨行星。通過一次任務實現冰巨星環繞、大氣進入以及對其衛星的探測，需要開展可達30個天文單位距離並支持長期觀測的飛行器技術研究，突破極遠距離飛行器智能自主、高效能源與推進、測控通信等技術，有望獲得天體起源、生命起源相關的重要科學發現。
6.月基平方公裏射電天文天線陣列建造技術
在月球背面建設平方公裏級分布式射電望遠鏡天線陣列，其關鍵技術涉及地月運輸、月面建造、數據回傳、極端環境等一系列複雜的宇航系統工程難題，可有力支撐我國月球科考站建設。研究成果可填補地基30MHz以下波段天文觀測的技術空白，有可能在宇宙學和太陽系外行星領域做出重要探索發現。
7.太空計算中心構建及運行技術
太空計算中心構建及運行技術是通過太空太陽能提供能源，常態化提供“天數天算”“地數天算”天地一體化算力服務空間計算中心的關鍵技術。該技術的突破將推動實現和發揮太空太陽能電站和太空計算中心“算電一體”的綠色能源優勢，以及發揮空間計算中心廣域泛在接入提供服務的優勢，深入優化國家基礎算力設施和能源布局，有力支撐太空科技産業的開拓和發展。
8.小天體探測與開發的智能柔性附著技術
實現弱引力表面穩健附著是開展小天體原位探測與資源開發的重要前提，也是國際宇航領域面臨的重大難題。發展高自主、高可靠的智能柔性附著技術，推動小天體著陸模式從剛性到柔性的變革，實現智能柔性體自主穩健附著，對人類開展空間科學探索與地外資源利用具有重要意義。
9.航天遙感大模型的産業化應用技術
航天遙感大模型的發展讓數字地球與現實世界的交融變得更爲靈動智慧，其通用化感知信息表達、融合、交互與生成能力如何顛覆傳統航天遙感應用模式，是航天遙感産業化發展面臨的技術難題，其規模化應用對航天遙感新質生産力打造、天地一體化信息全時全域全息服務能力構建以及航天産業智能化升級具有重要意義。
10.重複使用火箭複用快速評估驗證技術
針對運載火箭貯箱、艙段、增壓輸送系統、電子及機電産品的可靠、高效、經濟重複使用等問題，研究複用飛行載荷和環境條件對各類産品的影響；不同産品損傷模式及損傷程度對複用性能影響；突破火箭複用壽命消耗快速評估技術，形成運行中的壽命快速評估准則和流程，確保複用可靠性，對提升我國火箭綜合競爭能力有重要作用。
