国内科技信息
据美国国家科学委员会1月17日发布的报告《2012科学与工程指标》称,中国成为仅次于美国的全球第二大研发(R&D)支出国,2009年其研发支出占全球研发支出的12%,超过了日本的11%,美国则占31%。包括中国在内的亚洲10个国家和地区作为整体,其研发支出达32%,超过美国。美国国家科学委员会是美国国家科学基金会的决策机构,每两年发布一次报告。
报告称,中国、印度、印度尼西亚、日本、马来西亚、新加坡、韩国、中国台湾、泰国和越南的研发总支出在1999年到2009年间稳步上升。报告认为,全球研发投资的一个“重大的趋势是,东亚、东南亚和南亚地区研发支出迅速扩张”。
报告还提到,美国跨国公司在亚太地区研发支出的比重也在上升。
报告认为,“亚洲作为世界主要科技(S&T)中心的快速发展主要是由中国的发展推动的”。据报告的数据显示, 自1999年以来,中国的科研经费占GDP的比重增加了一倍,达到1.7%,中国研发支出的实际增长率“保持在每年约20%的非常高的水平”。
China has surpassed Japan as the world's second biggest spender on research and development.
据科技部中国科学技术信息研究所2011年底发布的中国科技论文统计结果显示,2010年,我国在国际顶尖学术期刊上发表的论文数量大幅上升到5203篇,居世界第二。另外,2005年至2010年,我国在国际顶尖学术期刊上发表的论文数量年均增长率为23.3%。
英国工程技术学会(IET) 中国区出版总监高文(Stuart Govan)称:中国人最勤奋,但论文遭拒数量大;应提升质量,不能为论文而论文。他认为,有四个问题让中国学术论文被拒:“一是研究课题不新,对现有课题的推进度不大,或是研究课题很新,但从技术推进角度不是很大的发现;二是国际论文以英文写作为主,但中国一些学术论文的英文写作在语法、拼写上不够准确,在语言表达上不够清晰;三是论文的形式结构不清晰,不以学术杂志所要求的标准范式进行写作,有些论文字数过多;四是论文的参考书目不是最新的学术书籍,如果技术论文列出的参考书是1980年代的,编辑显然不会太感兴趣,还有一些引用很难找到出处。其实,这些不仅仅是中国论文作者的问题,世界其他一些国家包括英国本土提交的论文也会出现类似问题。”
Abstract
China published the second most scientific papers in international journals in 2010.
国内科技信息
据卫生部、联合国艾滋病规划署和世界卫生组织1月21日发布的2011年中国艾滋病疫情评估报告显示,截至2011年底,估计中国存活艾滋病病毒感染者和艾滋病病人(PLHIV)78万人(62~94万人),女性占28.6%;艾滋病(AIDS)病人15.4万人(14.6~16.2万人);全人群感染率为0.058%(0.046%~0.070%)。估计2011年当年新发艾滋病病毒(HIV)感染者4.8万人(4.1~5.4万人),2011年艾滋病相关死亡2.8万人(2.5~3.1万人)。
2011年疫情估计结果表明,中国艾滋病疫情呈现以下五个特点。第一,全国艾滋病疫情依然呈低流行态势,但部分地区疫情严重;第二,HIV感染者和AIDS病人数量继续增加,但新发感染人数保持在较低水平;第三,既往HIV感染者陆续进入发病期,AIDS发病和死亡增加;第四,传播途径以性传播为主,所占比例继续增高;第五,感染人群多样化,流行形势复化。
Abstract
HIV transmission in China has been mainly due to unsafe sexual practices.
环境保护部环境规划院日前公布的《2009年中国环境经济核算报告》显示,我国经济发展的环境污染代价持续上升。环境污染治理压力日益增大,自 2004年以来基于退化成本的环境污染代价从5118.2亿元提高到9701.1亿元。2008年的环境退化成本为8947.6亿元。
与此同时,2009年环境退化成本和生态破坏损失成本合计13916.2亿元,较上年增加9.2%,约占当年GDP的3.8%。
研究报告显示,欠发达地区经济发展的生态环境投入产出效益相对较低。生态环境退化成本占GDP的比例与人均GDP之间呈现负指数关系,显示出经济发展越是落后的地区,经济发展的生态成本越高。
环保部有关负责人表示,新公布的2009年中国环境经济核算报告进一步显示,环境危机正在越来越严重地制约经济发展。在传统工业化模式下,不断增长的GDP数字,是建立在资源环境和公众健康不断透支的基础之上的。这种高消耗、高污染、高风险的发展方式是不可持续的。
Abstract
China's annual economic development costs arising from environmental pollution has been close to 1 trillion yuan.
为进一步扩大中国基础研究工作的影响,让全社会了解、支持和参与我国基础研究工作,科学技术部基础研究管理中心会同《科技导报》杂志社、《中国科学院院刊》编辑部、《中国科学基金》编辑部和《中国基础科学》编辑部,共同开展的2011年度“中国科学十大进展”评选结果于2012年1月17日在北京发布。
依据《中国科学十大进展评选办法》的要求,评选的重点是研究成果的原创性、新闻性以及社会影响力。首先,通过初评,从233项推荐进展中遴选出31项候选进展。随后,以问卷形式将候选进展送中国科学院院士、中国工程院院士、“973计划”顾问组和咨询组专家、“973计划”项目首席科学家、国家重点实验室主任等专家进行无记名投票。《中国科学院院刊》负责中科院相关研究进展的组织、推荐工作。
根据投票结果,最终评选出的2011年度“中国科学十大进展”是:
(1)天宫一号与神舟八号成功实现交会对接;(2)利用强激光成功模拟太阳耀斑的环顶X射线源和重联喷流;(3)将小鼠成纤维细胞成功转化为功能性肝细胞样细胞;(4)显微光学切片层析成像获取小鼠全脑高分辨率图谱;(5)设计出兼具低场高灵敏和高场大磁电阻的硅基磁电阻器件;(6)揭示梯度纳米晶铜本征塑性变形机制;(7)揭示Tet双加氧酶在哺乳动物表观遗传调控中的重要作用;(8)利用化学气相沉积法制备出石墨烯三维网络结构材料;(9)阐明冰期-间冰期印度夏季风变迁的动力学机制;(10)实现碳纳米管的高效光伏倍增效应。
1月16日,由中国科协等单位评选的“2011全国十大科普事件”揭晓。日本核事故引发公众强烈科普需求、国际化学年、中国科协八大成功召开等榜上有名。
据介绍,“2011全国十大科普事件”按发生时间排序,分别是:1)“日本核泄漏事故引发公众对相关科技知识的强烈需求,科学家与媒体积极响应”;2)“国际化学年活动精彩纷呈,社会公众热心参与”;3)“中国科协八大成功召开,为科普事业进一步发展指明方向”;4)“国家首次举办食品安全宣传周活动,食品安全科普引起广泛关注”;5)“《全民科学素质行动计划纲要实施方案(2011-2015)》发布,明确未来五年公民科学素质建设重点工作”;6)“中国流动科技馆全国巡展启动,科普资源公平普惠迈出新步伐”;7)“全国科普日北京主场活动首次深入社区,受到社会公众广泛欢迎”;8)“科学道德和学风建设宣讲教育全面展开,社会各界给予充分肯定和好评”;9)“天宫一号、神舟八号相继发射升空并成功对接,掀起新一轮航天科普热潮”;10)“钱学森诞辰一百周年系列活动开展,科学精神得到进一步弘扬”。
“科普是中国科协的一项重要工作,十大科普事件每年都评。今年的评选工作延续了科学性、科普相关性和普惠性的标准,强调事件对科普重大而广泛的影响。”中国科普研究所所长任福君说。
记者从中国电子科技集团公司第三十八研究所公共安全研究院获悉,该院整体引进的海归团队研发的太赫兹安检技术已取得关键性进展,首台样机即将于年内面世。
据该项目首席科学家、安徽省首届“百人计划”引进人才美国罗切斯特大学武帅博士介绍,太赫兹安检技术将主要应用于机场、海关、地铁、文化遗产等重要建筑物以及大型活动现场的安全检查,可以快速准确地检测出是否有人携带武器、毒品、爆炸物等违禁品,有效保障大众的生命财产安全。
武帅说,目前在公共场所的安检是以X射线成像为主,辅助以金属探测器及人工检查,但现有方法都无法有效检测出人体隐藏的非金属危险物品,进而可能导致恶性暴力及恐怖袭击事件。太赫兹安检技术不仅对人体更加安全,且增加了物联网技术,实现了对被检测对象的智能化识别、定位跟踪、自动报警、管理监控以及信息存储分析和区域网络覆盖,其应用将显著增强城市中公共场所的安全防御能力,有效减少公共安全事件的发生率。
据了解,太赫兹安检技术具有巨大的市场前景,预计国内市场潜力在100亿元左右,在世界范围内,太赫兹成像产品潜在的市场销售额可达1000亿元以上。
在《国家自然科学基金“十二五”规划》第三章总体部署中,有这样一段描述:(科学基金)研究项目系列主要着眼于统筹学科布局,突出重点领域,推动学科交叉,激励原始创新。
去年12月,国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜院士在“国家自然科学基金管理工作会议”上作报告时说:基金委根据科学前沿发展趋势和国家战略需求,“十二五”期间遴选了114个科学部优先发展领域和26个跨科学部优先发展领域,对学科交叉和重点领域进行了统筹部署。学科交叉再次被重点强调。
翻开国家自然科学基金委员会发布的《2012年度国家自然科学基金项目指南》,不难发现,“交叉”一词俯拾皆是。
在“量大面广”的面上项目指南中,各科学部均明确提出优先或重点资助“交叉”学科领域的项目。数理科学部面上项目指南中提出:“数理科学部一直重视并将继续加大力度支持……以及学部内和跨学部的学科交叉项目。”并将数学与信息科学的交叉问题作为2012年度考虑特殊资助的方面单独列出。
化学科学部对此的表述为:鼓励吸收其他学科的最新理论、技术和成果,倡导源头创新与学科交叉,瞄准学科发展前沿,推动化学与化工学科的可持续发展。并“鼓励和优先支持在学科交叉融合基础上提出的研究课题”。
生命科学部一直坚持积极鼓励开展具有创新性学术思想和新技术、新方法的研究,尤其是对原创性的、对学科发展有重要推动作用的项目申请,或是在长期研究基础上提出的新理论、新假说和学科交叉的申请项目给予特别的重视。
地球科学是认识行星地球系统的形成和演化的一门自然科学,主要包括地理学、地质学、地球化学、地球物理与空间物理学、大气科学和海洋科学等以及这些分支学科与其他学科的交叉研究。2011年度地球科学部共资助面上项目申请1391项,跨科学部交叉项目有129项,学部内学科交叉项目所占的比例更高。
工程与材料科学部鼓励申请人提出具有创新学术思想和有特色的研究课题,开展实质性的学科交叉和合作研究,通过学科交叉研究促进本学科和相关学科领域的发展。
信息领域中的科学和技术问题具有明显跨学科的特点,信息科学部重视信息与数理、化学、生命、医学、材料、地学、管理等学科的交叉研究,鼓励具有不同专业知识背景的专家进行合作研究,提出跨学科交叉研究项目。
管理科学部面上项目指南称,管理科学研究人类社会组织管理活动客观规律及其应用的综合性交叉科学……“十二五”期间,本科学部将更加积极地支持原创研究,鼓励跨学科的综合性交叉研究。
医学科学部也鼓励与其他领域融合的多学科交叉研究。
此外,在科学基金重点项目、重大研究计划项目指南中,对交叉学科都有“重点支持”、“优先资助”、“鼓励开展”等表述。
我国家蚕基因组生物学国家重点实验室向仲怀院士牵头的研究团队利用家蚕基因组框架图、精细图和全基因组表达芯片等研究成果,经过4年潜心研究,在转基因家蚕及其在素材创新的基础理论与关键技术研究、人才培养等方面取得新进展。
该研究团队完成了家蚕转基因关键理论及技术体系的构建,建立了高效家蚕转基因技术体系,其效率居国际领先水平。克隆并鉴定了25个家蚕重要功能基因,20个生物反应器及素材创新相关基因和32个启动子/调控元件。创制各种转基因素材37个;申请国家发明专利17件,获授权4项;在国内外学术刊物上发表论文27篇。培育出国家重点实验室主任1人、教育部创新团队1个、新世纪百千万人才工程国家级人选1人、教育部新世纪优秀人才支持计划1人、重庆市两江学者1人;培育获得的1对转基因有色茧实用蚕品种,完成了缫丝、织绸及茧丝性能鉴定,在重庆合川、广西南宁等地进行了试验推广,平均每饲养一张蚕种较普通的白色茧品种可增加蚕农收入1000元左右。
家蚕基因组研究成果不仅处于国际领先水平,还有助于进一步提升家蚕应用研究水平,推动我国蚕丝产业振兴和新兴生物产业发展。
据了解,从2003年开始,西南大学家蚕基因组研究团队先后绘制完成了世界首张家蚕基因组框架图、家蚕基因精细图、高精度遗传变异图谱,由此奠定了我国在家蚕基因组研究中的世界领先地位。
863计划、973计划、支撑计划——作为国家三大主体科技计划,她们被喻为驱动自主创新的“三驾马车”。“十二五”期间,面向国家科技计划和经费管理的改革,也正是关系到国计民生的重大课题。
连日来,科技部等部委陆续颁布实施了《国家高技术研究发展计划(863计划)管理办法》(以下简称《863管理办法》)、《国家科技支撑计划管理办法》(以下简称《支撑管理办法》)和《国家重点基础研究发展计划管理办法》(以下简称《973管理办法》),同时废止了2006年开始执行的相关管理暂行办法。具体到国家科技计划科研经费的管理,又针对“十一五”期间科研经费间接成本补偿不足等突出问题,下发了《关于调整国家科技计划和公益性行业科研专项经费管理办法若干规定的通知》(以下简称《通知》)。
不难发现,为确保《国家“十二五”科学和技术发展规划》顺利实施,刚刚颁布实施不久的这一揽子“新规”,正是在国家科技计划2000年以来实行的课题管理制基础上,安装的一条“计量装置生产线”,而其检测和评价的“参数”正是自主创新能力。
用好科技成果这把“坐标尺”
众所周知,科研项目的人员费开支改革历来是科研经费管理的难点,在世界各国均不例外。虽说目前在美、英、法、德、日等发达国家的科研机构里,科研人员的薪酬和其所承担的科研项目经费基本不存在联系,但随着国际科研竞争日趋激烈,为了吸引和稳定更多杰出的科研人才,提高本国的科技创新能力,一些发达国家政府部门在科研项目经费分配和使用这一关键环节上,逐渐在引入“弹性”的绩效评价方法。
在国内,“十一五”期间,根据2005年中共中央办公厅、国务院办公厅转发中央纪委等六部门关于加强工资管理的有关文件精神,财政部和科技部曾经修订完善过相关的国家科技计划专项资金管理办法。于2006年颁布实施的相关的管理办法中曾明确规定,国家科技计划项目经费中不得直接开支项目承担单位编制内有工资性收入的科研人员的人员性费用。这一刚性政令的出台,主要是针对当时在科研项目经费中以种种名义擅自提取并高额发放人员费,进而造成科研项目立项中的不正当竞争、立项异化的不良现象。
然而,刚刚颁布实施不久的这一揽子“新规”,则是在借鉴“十一五”期间国家科技计划和经费管理经验的基础上,为了及时缓解国家科技计划管理中暴露出来的一些突出问题。
可以注意到,一揽子“新规”尤为强化了国家科技计划项目立项、执行和验收全过程的各经济主体的权责,注意规范了课题承担单位和合作单位的法人责任。同时,直面科研项目人员费管理这一世界性难点问题,明确建立了科研经费间接成本补偿机制。
值得注意的是,依据我国科学研究和技术研发领域当前表现出来的新情况,在明确直接成本和间接成本的基础上,《通知》明确提出了“绩效支出”,同时规定“绩效支出是指承担课题任务的单位为提高科研工作绩效安排的相关支出”,并且指出绩效支出“应当在对科研工作进行绩效考核的基础上,结合科研人员实绩,由所在单位根据国家有关规定统筹安排”。
这意味着,“十二五”期间,我国科研人员自主研发的科技成果质量将被作为研判科研经费“绩效支出”额度的一个重要衡量指标。推动科研经费管理、科技成果绩效评价和科研人员价值评判的深度融合,是“以结果为导向”的科研管理理念的延伸和实践,也是“十二五”国家科技计划和经费管理改革的一大特点。
不让科研经费被“一刀切”
在基础和应用研究领域以及试验开发阶段,科研活动表现出来的新颖和未知属性,使得科研经费的使用具有高度不确定性。种种迹象业已表明,科研经费管理与一般经费管理具有很大差异,对于科研经费的管理需要在“循规”的基础上,开发并建立起一套更加符合科研规律的管理模式。
实际上,目前国际上通常采用的是间接成本补偿法,促使科研经费管理和科学研究活动的节奏更加“合拍”。相关调查指出,目前美、英等国一般不允许从科研项目经费中直接提取人员费,但可以根据项目经费的一定比例单独核定一定额度的“一般管理费”,由项目承担单位自主安排,由单位用于支付人员性费用。另外,值得注意的是,美国的大学还可以自主确定其科研人员的薪酬水平,大学的教授通常只拿9或10个月的全时工资,其余3或2个月的全时工资可以在承担的科研项目经费中列支。
纵观国内,目前参与国家科研项目的高校和科研院所等事业单位里的科研人员,通常可以被理解为三类。他们分别是编制内有工资性收入人员;项目实施中聘用的其他无工资性收入人员,这主要是在读研究生和博士后;还有就是课题临时聘请的咨询专家。
根据“十一五”期间执行的相关管理办法,对在国家科技计划项目组织实施过程中发生的、支付给课题组成员中没有工资性收入的相关人员和课题组临时聘用人员,以及咨询专家等的劳务性费用和咨询费,允许在项目经费中按照科研工作实际需求,在项目预算的“劳务费”和“专家咨询费”中列支,并且没有限制比例的规定。而对项目承担单位编制内课题组成员中有工资性收入的科研人员的人员性费用的开支严格限制,科研项目预算中不能列支。这些也正是自从2000年我国实行课题制管理以来,到一揽子“新规”颁布实施以前,对这三类人员的人员性费用开支问题的相应规定。
然而,为促使“十二五”国家科技计划和经费管理改革更加符合科研活动规律,尤其是为尽量防止科研经费管理可能会出现的“一刀切”现象,此次改革特别对科研经费进行了使用结构的调整。
《通知》明确将课题经费分为直接费用和间接费用。其中,直接费用“指在课题研究开发过程中发生的与之直接相关的费用,主要包括设备费、材料费、测试化验加工费、燃料动力费、差旅费、会议费、国际合作与交流费、出版/文献/信息传播/知识产权事务费、劳务费、专家咨询费和其他支出等”;间接费用“指承担课题任务的单位在组织实施课题过程中发生的无法在直接费用中列支的相关费用。主要包括承担课题任务的单位为课题研究提供的现有仪器设备及房屋,水、电、气、暖消耗,有关管理费用的补助支出,以及绩效支出等”。
《通知》还同时规定,“间接费用使用分段超额累退比例法计算并实行总额控制,按照不超过课题经费中直接费用扣除设备购置费后的一定比例核定”。具体比例为“500万元及以下部分不超过20%;超过500万元至1000万元的部分不超过13%;超过1000万元的部分不超过10%。间接费用中绩效支出不超过直接费用扣除设备购置费后的5%”。
不难发现,以科研经费间接费用支出等为基础建立起来的间接成本补偿机制,把在职科研人员的科研绩效“嵌入”国家科研项目执行过程。这是释放我国科研人员创新潜能的一次有益尝试。
培育市场契约精神
明确课题责任主体,规定知识产权管理方式,“细数”违约责任……从科研立项,到经费拨付,再到科技成果转化和产业化,此前颁布实施的一揽子“新规”在国家科技计划的经费管理和其所支持的科技成果知识产权管理等环节均作出详尽说明。
可以看到,《通知》明文规定,“课题承担单位是课题经费使用和管理的责任主体”。在强化明晰承担单位法人责任原则的基础上,《973管理办法》则具体指出:“项目首席科学家所在单位为项目第一承担单位。课题是项目实施基本单元,课题承担单位按照加强法人单位管理的要求,为课题组织实施提供服务和保障,规范管理,加强监督。” 其中项目第一承担单位的主要职责是:“负责项目经费管理,为项目组织实施提供条件保障,负责项目执行过程中形成的研究成果管理;协调处理项目执行过程中出现的问题;审查项目计划任务书、调整方案以及项目其他上报材料。”课题承担单位的主要职责是:“负责课题经费管理,加强对外拨经费的审查和监督,为课题组织实施提供条件保障;负责课题执行过程中形成的国有固定资产和研究成果的管理;协调处理课题执行过程中出现的问题;审查课题计划任务书、调整方案以及课题其他上报材料;接受科技部、财政部及专家组的指导、检查和验收等。”
《支撑管理计划》也指出了:“对于具有明确产品导向和产业化前景的项目(课题),企业应作为实施主体,以企业投入为主。”其中,“产学研联合实施的项目(课题),企业应与其他机构事先签署具有法律约束力的协议,明确任务分工及知识产权归属和利益分配机制”等。
而《863管理办法》更是明确了:“863计划项目(课题)参与单位应通过正式协议约定成果和知识产权的归属及权益分配。项目(课题)实施形成的知识产权,除涉及国家安全、国家利益和重大社会公共利益的,授权课题承担单位依法取得;组织实施部门为了国家安全、国家利益和重大社会公共利益的需要,可以无偿实施,也可以许可他人有偿实施或者无偿实施。”
另外,在违约风险控制方面,《863管理办法》和《支撑管理办法》均强调,“对于在项目(课题)申请、评审、执行和验收过程中发现的弄虚作假、徇私舞弊、剽窃他人科技成果等科研不端行为,以及违规操作或因主观原因未能完成课题任务并造成损失的科研单位或个人,一经查实,视情节轻重给予通报批评、终止项目(课题)任务并追回专项经费、取消其一定时期内申请国家科技计划任务的资格等处理;构成违纪的,由纪检监察部门依照有关规定对其给予行政(纪律)处分”。
这些意味着,“十二五”期间,国家科技计划项目立项、启动、执行和结题验收全过程将需要一种更为强烈的市场契约精神。而市场机制强大的资源配置能力和市场条件下的信用信息对称体系,则有助于国家科技项目成果绩效评价所需的友好环境进一步形成。
探索建立面向结果的科研经费评价机制
有调查业已指出,在欧美等发达国家,政府科技计划执行和预算安排通常会跟其绩效评价进行动态“挂钩”,绩效评价已成为决定国家重大科技计划布局和调整的关键因素之一。
事实上,2007年,由于法国竞争力集群计划在该国研究与高等教育评估署的评价报告中获得了好成绩,法国政府才决心在2009年至2012年间继续实施第2期竞争力集群计划。
而在美国,根据《政府绩效与结果法案》,白宫已于2002年推出了计划评估等级工具(PART)。基于这一绩效评价方法,白宫管理与预算办公室(OMB)每年都会在各个机构中抽取20%的联邦计划接受PART评估,通过对各政府部门所资助的计划进行系统、透明的评价,从而将国家科技计划的绩效信息与预算结果更为紧密地联系起来。
在借鉴国际经验的基础上,“十二五”期间,我国将推进科技计划经费项目层面的绩效评价。通过构建科学合理的绩效评价指标体系和评价标准,制定科学的评价方法,完善绩效评价报告制度,建立健全信息运用和共享机制,从而逐步探索建立面向结果的绩效评价机制。据悉,2011年,国家科技计划部分项目已被选定,在前期研究的基础上,启动绩效评价试点。
这意味着,“十二五”期间,国家科技计划科研项目的实施效率,将成为国家科研经费管理的一个参照指数“坐标系”。把市场思维引入国家科技计划项目的管理,这一事实预示着,获得国家科技计划支持的、我国自主研发科技成果的质量水平,在资源配置过程中,将获得更多话语权。
新闻背景
据近日召开的2012年国防科技工业工作会透露,我国探月工程——嫦娥工程二期中的嫦娥三号任务,目前已经圆满完成月球着陆器的悬停避障及缓速下降试验、月球巡视器的综合测试及内、外场试验等各项验证性试验,技术方案得到验证,工程研制取得重大进展。
1 “中华牌”月球车活动范围达5平方公里
2013年前后,我国将发射首个月球着陆探测器——嫦娥三号,它由着陆器和巡视探测器(即“中华牌”月球车)组成,进行首次月球软着陆和自动巡视勘察,获取月球内部的物质成分并进行分析,将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。其中着陆器定点守候,月球车在月球表面巡游90天,范围可达到5平方公里,并抓取月壤在车内进行分析,得到的数据将直接传回地球。
据介绍,嫦娥三号任务的具体特点可总结为以下几方面:
选择与以往不同区域着陆;
月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时进行并有机结合,将获得比以前更有意义的探测成果;在国际上首次利用测月雷达实测月壤厚度(1~30米)和月壳岩石结构(1~3千米);
首次在软着陆地点利用数据转发器精确测定地月间距离,进行月球动力学研究;
首次开展日地空间和太阳系外天体的月基甚低频射电干涉观测,进行太阳射电爆发与空间粒子流、光千米波辐射、日冕物质抛射行星低频噪声和太阳系外天体的甚低频观测研究;
首次在月球上采用极紫外相机观测太阳活动和地磁扰动对地球空间等离子层极紫外辐射的影响,研究该等离子层在空间天气过程中的作用;
首次进行月基光学天文观测,研究太阳系外行星系统、星震和活动星系核。
2 须用着陆发动机和缓冲装置软着陆
在人类进行月球与深空探测活动中,从获取探测数据的直接性和丰富性的角度来看,软着陆探测和巡视勘察是其它探测形式所不能替代的。但它要突破月球软着陆、自动巡视勘察、深空测控通信和月夜生存等一系列关键技术。
其中,软着陆是踏上另一个星球进行实地科学探测的第一步。
在月表软着陆主要可分为探测器接近月面、软着陆发动机点火、着陆撞击直至稳定三个阶段。由于月球表面没有大气层,因此无法借助气动力来减速着陆,必须使用软着陆发动机和着陆缓冲装置。
月球软着陆方式缓冲可分为气囊式和着陆机构式两类。而着陆机构又可分为花瓣式、桁架式和薄壁壳体式等几种结构形式。
由于月球表面的热工况和太阳照射等条件与地球不同,所以为了保证着陆器的正常工作,必须研究以下内容:月表软着陆探测器总体设计技术;着陆轨道设计与控制;着陆过程动力学分析设计。
3月面巡视探测要适应“当地地理”
月球表面自动巡视探测技术主要是通过月球车在月球表面自动行驶,利用车载有效载荷对月面进行全景和近景摄影,对月表的化学成分进行分析,并把所获取的信息传送回地面。
由于月面工作环境恶劣,昼夜温差高达300℃,地形崎岖,地表松软,所以对月球车提出了较高的工作要求,它不仅要耳聪目明、步伐矫健、心灵手巧,还要能“忍饥挨饿”。月球表面自动巡视探测技术包含很多关键技术,主要有月球车的总体设计、自主导航和运动控制方法以及地面仿真实验技术等。
月球车一般分为两类:一类是无人驾驶月球车,它由轮式底盘和仪器舱组成,载有多种科学探测设备,用太阳能电池和蓄电池联合供电,其行驶是靠地面遥控指令,可在月面进行巡视探测,我国的嫦娥三号、四号(嫦娥四号是三号的备份)以及苏联的月行者一号、二号月球车属于这类,它们也可称为月球机器人。另一类是有人驾驶月球车,主要作为交通工具用于扩大航天员的活动范围和减少体力消耗,可随时存放航天员采集的岩石和土壤标本,美国实施阿波罗载人登月时曾使用这种月球车。
4 中欧日印都瞄着“落月探测”
总的来讲,人类的探月可分为探月、登月和驻月三大步,即“探、登、驻”。目前,美国已经完成了前两个阶段,未来将以第三阶段为主,即建造可供人长期居住、工作的月球基地。苏联/俄罗斯走完了第一阶段,今后可开展载人登月。
欧洲、日本、中国和印度等都处在第一阶段,以“探”为主攻方向,并按照绕月探测、落月探测、取样返回,即“绕、落、回”三小步分步实施,逐步积累知识和经验。
由此可见,美苏是探月的第一集团,其中,美国最为先进。欧洲、日本、中国和印度是探月的第二集团,且都已完成绕月探测,所以纷纷开始瞄准下一个目标——落月探测。2018年前后,我国还将突破采样器、月地飞行技术和高精细月球样品分析技术等,发射嫦娥五号月球采样返回探测器,对月球进行精查。其核心任务是实现月球样品采集并自动返回地球,供科学家更深入地了解月球。
另外,据《2011年中国的航天》白皮书透露,我国正在开展载人登月前期方案论证,已有中国科技专家建议我国在2025年或2030年进行载人登月。
经过3个多月的试运行,全部采用国产CPU和系统软件构建的我国首台千万亿次计算机——“神威蓝光”千万亿次计算机系统近日在国家超级计算(济南)超级计算中心成功投入应用,这标志着我国继美国、日本之后,成为世界第三个能够采用自主CPU构建千万亿次计算机的国家。
高性能计算机的研制能力和应用水平是一个国家科技发展水平和综合国力的重要标志之一,也是世界发达国家竞相争夺的科技战略制高点。作为“十一五”期间国家“863计划”的重要成果之一,“神威蓝光”计算机采用万万亿次体系架构,系统全面采用高密度组装和低功耗技术,组装密度和能效比居世界领先水平,系统综合水平处于当今世界先进行列。“神威蓝光”的研制成功,实现了国家大型关键信息基础设施核心技术自主可控的目标,大幅提升了我国高性能计算机自主研制和应用水平。
“神威蓝光”成功落户山东后,将首先服务于山东省科技、经济和社会发展,同时作为国家计算网格节点,为国家科技发展、经济建设服务。目前,山东省有关应用研究机构已成功开发了一批重大应用课题,在海洋应用、生物制药、工业设计、金融风险预测等领域产生了显著效益。
“神威蓝光”由国家并行计算机工程技术研究中心研制。成立于1992年的这个中心,长期致力于高性能计算机研制、并行算法研究,研制的“神威”系列高性能计算机已广泛应用于国民经济建设重要领域。
“十二五”期间,国家863高性能计算机发展计划将继续支持研制更高性能计算机系统,进一步提升我国大规模科学工程计算和应用能力,进一步提升我国重要信息基础设施自主可控、安全可信水平。
在1月17日举行的中国科学院2012年度工作会议上,中国科学院院长白春礼提出,中科院下属各研究所应该积极开设科学微博或博客,及时通过新媒体将一些与民生相关的前沿科技信息传递给公众。
“我国的第一个网站、域名和第一封发往国外的邮件都诞生于中科院。”白春礼表示,中科院各研究所不仅应该分学科开设微博、博客,还应该设立科学发言人。以著名的诺贝尔奖为例,每次公布诺奖获得者时,相关领域的科学微博就可及时跟进,快速将相应领域的科研成果以及与民生经济相关的科学知识与广大公众分享。此外,面对一些科学领域的突发公共事件时,各研究所也应建立快速反应机制,及时做出回应。
在工作会现场,白春礼还风趣地用起了时下最流行的网络语言。他说,各研究所的所长要切实负起责任,而不是“打酱油的”,在网上也不要总是“潜水”,在面对一些热点事件和重要问题时,一定要“Hold 住”。
目前,中科院每年在国际上发表的文章数量并不在少数,但对科技发展的贡献却不多。中科院即将试点研究所评价体系将一改从前“重成果轻应用”的论文、资源导向,逐步引导科学研究向实质性的贡献看齐。目前,这套新评价体系尚在讨论中,预计将在今年进行试点。
稀土掺杂无机纳米晶由于其高光化学稳定性、生物兼容性、长荧光寿命和可调谐荧光发射波长等优点,有望成为替代分子探针的新一代荧光生物标记材料。另一方面,钆离子由于其次外层7个单电子而被广泛用于磁共振成像造影剂。如果将当前最常见的光学检测和磁共振成像功能集成于同一纳米颗粒,则可实现高灵敏、低剂量生物体内的癌症细胞成像、肿瘤早期诊疗以及在DNA测序等领域的应用。
在科技部863计划、国家自然科学基金、中科院“百人计划”、福建省杰出青年基金等项目的支持下,福建物质结构研究所中科院光电材料化学与物理重点实验室陈学元研究小组首次提出了基于KGdF4:Ln3+纳米颗粒而实现的光磁多模生物标记方法,即基于稀土离子的长荧光寿命特性,借助时间分辨检测技术提高荧光检测灵敏度和信噪比;同时由于单一纳米颗粒中含大量的钆离子,该纳米颗粒的T1磁共振成像弛豫率远超过临床使用的Gd-DTPA(离子弛豫率5.86 S-1·mM-1;纳米颗粒弛豫率 3.99 × 105 S-1·mM-1)。
同时,该研究小组采用一步溶剂热法直接合成了表面氨基功能化的立方相KGdF4纳米颗粒,并实现了对亲和素蛋白的时间分辨FRET检测,且探测极限达到了5.5 nM,研究成果发表在近期《美国化学学会会志》(J. Am. Chem. Soc.,2012, 134, 1323)。
此前,该小组还合成了表面羧基功能化的磁/光双模荧光标记材料GdF3:Ln3+多色发光纳米晶,并实现了对74 pM亲和素蛋白的时间分辨光致发光(TRPL)异相检测(Chem. Eur. J.,2011, 17, 8549),制备了表面氨基功能化的NaYF4:Ce3+/Tb3+纳米颗粒并结合时间分辨FRET检测方式,实现了4.8 nM的亲和素蛋白均相检测(Angew. Chem. Int.Ed., 2011, 50, 6306)。