2021年中国十大科技成果盘点

本刊编辑部

2021年，注定将是历史长河中不平凡的一年，伟大的中国共产党百年华诞，“十四五”规划的巨轮启航。重大科技成果创新是世界百年未有之大变局下的国之利器、国之底气。回首即将过去的2021年，《科技智囊》编辑部参考《科技日报》、《人民日报》、新华社相关新闻报道等，梳理、遴选出2021年我国取得的十大科技成果。

一、我国成功构建了世界首个天地一体化的量子通信网络

1月，中国科学技术大学潘建伟团队与中科院上海技术物理研究所等单位合作，构建了世界上首个天地一体化量子通信网络。量子密钥分发主要有光纤和自由空间两种实现方式。科研人员在量子保密通信“京沪干线”与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上，构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发（QKD）链路和两个卫星对地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络，实现了星地一体的大范围、多用户量子密钥分发。整个网络覆盖我国四省三市32个节点，包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网，通过两个卫星地面站与“墨子号”相连，总距离4600公里，目前已接入金融、电力、政务等行业的150多家用户。

量子保密通信“京沪干线”是目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线。通过开展长达两年多的相关技术验证和应用示范以及大量的稳定性测试、安全性测试及相关标准化研究，表明“京沪干线”可以抵御目前所有已知的量子黑客攻击方案，网络的密钥分发量可以支持1.2万以上用户同时使用。这项研究成果表明，我国科研人员通过构建天地一体化广域量子保密通信网络的雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了科学与技术基础。

二、第一台“华龙一号”核电机组投入商运

2021年1月30日，全球第一台“华龙一号”核电机组福建福清核电5号机组已完成满功率连续运行考核，投入商业运行。“华龙一号”创新采用“能动和非能动”相结合安全系统及双层安全壳等技术，在安全性上满足国际最高安全标准要求，所有核心设备均已实现国产，所有设备国产化率达88%。第一台核电机组投入商运，为“华龙一号”的批量化建设和走向世界奠定了坚实基础，对优化我国能源结构、推动绿色低碳发展等具有重要意义。“华龙一号”投入商业运行，标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列，成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家，核电技术水平和综合实力跻身世界第一方阵，向建设核工业强国迈出坚实一步。

作为中国高端制造业走向世界的“国家名片”，“华龙一号”是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，设计寿命为60年，反应堆采用177堆芯设计，堆芯设計换料周期18个月，创新采用“能动和非能动”相结合安全系统及双层安全壳等技术，在安全性上满足国际最高安全标准要求。“华龙一号”首堆所有核心设备均已实现国产，所有设备国产化率达88%，完全具备批量化建设能力。“华龙一号”每台机组装机容量116.1万千瓦，每年发电近100亿度，能够满足中等发达国家100万人口的年度生产和生活用电需求。

三、天问一号探测器着陆火星，成功实现“绕、着、巡”

2021年2月10日，天问一号探测器成功实施火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星;2月24日探测器进入火星停泊轨道，开展了为期约3个月的环绕探测，为顺利着陆火星奠定了基础;5月15日，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功;5月22日，祝融号火星车成功驶上火星表面，10时40分，祝融号火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。

我国首次火星探测天问一号任务的科学目标是研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等。

天问一号探测器着陆火星，迈出了我国星际探测征程的重要一步，实现了从地月系到行星际的跨越，实现了我国航天发展史上6个首次：一是首次实现地火转移轨道探测器发射;二是首次实现行星际飞行;三是首次实现地外行星软着陆;四是首次实现地外行星表面巡视探测;五是首次实现4亿公里距离的测控通信;六是首次获取第一手的火星科学数据。在世界航天史上，天问一号不仅在火星上首次留下中国人的印迹，而且首次成功实现了通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标，充分展现了中国航天人的智慧，标志着我国在行星探测领域跨入世界先进行列。

四、天舟二号货运飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接

5月29日，搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场精确进入预定轨道。天舟二号货运飞船采用自主快速交会对接模式，精准对接于天和核心舱后向端口，天舟二号货运飞船成为首个停靠空间站核心舱的航天器。空间交会对接是载人航天活动的基本技术之一，是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。

天舟二号货运飞船是首个与我国空间站核心舱进行对接的航天器，负责向空间站运输物资、补给燃料并带走废弃物。天舟二号货运飞船携带了3人3个月航天员消耗品、舱外航天服及平台物资，以方便航天员在太空的衣、食、住、行和工作开展。除了生活物资，货运飞船还带了推进剂，将在对接期间为核心舱进行燃料加注与姿态控制。天舟二号货运飞船还带了实验设备、实验资料等，等到神舟十二号载人飞船将航天员送至天和核心舱，再由航天员在轨取出这些实验物资并安装。

天舟二号货运飞船由全密封货物舱和推进舱两舱组成，采用型谱化、模块化设计思想开展平台构型和布局设计。总长10.6米，发射重量13.5吨，上行物资总重高达6.8吨，在轨寿命不小于1年，供电能力不小于2700瓦。

五、航天员顺利进驻天和核心舱，中国人首次进入自己的空间站

6月17日，神舟十二号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送上太空。神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体。这是天和核心舱发射入轨后，首次与载人飞船进行的交会对接。在神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功实现自主快速交会对接后，航天员乘组从返回舱进入轨道舱。按程序完成各项准备后，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。

8月20日，经过约6小时的出舱活动，神舟十二号航天员乘组密切协同，圆满完成出舱活动期间全部既定任务，航天员聂海胜、刘伯明安全返回天和核心舱，比原计划提前了约1小时，空间站阶段第二次航天员出舱活动取得圆满成功。

10月16日，神舟十三号载人飞船成功进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。飞船入轨后，经约6.5小时飞行，与天和核心舱和天舟二号、天舟三号组合体完成自主快速交会对接。3位航天员先后进入天和核心舱，开启为期6个月的在轨驻留。

11月8日，经过约6.5小时的出舱活动，神舟十三号航天员乘组密切协同，圆满完成出舱活动期间全部既定任务，航天员翟志刚、航天员王亚平安全返回天和核心舱，标志着神舟十三号航天员乘组第一次出舱活动取得圆满成功。

六、我国首个自营1500米深水大气田“深海一号”正式投产

6月25日，我国首个自营勘探开发的1500米深水大气田“深海一号”25日在海南陵水海域正式投产。这标志着我国海洋油氣勘探开发迈向“超深水”，对保障国家能源安全、优化能源结构和促进区域经济发展具有重要意义。

“深海一号”大气田距海南省三亚市150公里，于2014年勘探发现，探明天然气储量超千亿立方米，最大水深超过1500米，最大井深达4000米以上，是我国自主发现的水深最深、勘探开发难度最大的海上深水气田。“深海一号”大气田投产后，深水天然气将通过海底管线接入全国天然气管网，年供气量30亿立方米。

七、时速600公里高速磁浮交通系统在青岛下线

7月20日，由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的我国时速600公里高速磁浮交通系统在山东青岛成功下线，这是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统，标志着我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。

该项目于2016年10月启动，2019年研制出试验样车，并于2020年6月在上海同济大学试验线上成功试跑，经过系统优化确定最终技术方案，于2021年1月研制出成套系统并开始了6个月的联调联试。目前，时速600公里高速磁浮交通系统已完成集成和系统联调，5辆编组列车在厂内调试线上实现了整列稳定悬浮和动态运行，各项功能性能良好。

八、羲和”探日—中国首颗太阳探测科学技术试验卫星成功发射

10月14日，我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭，成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。该星将实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测，填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白，提高我国在太阳物理领域研究能力，对我国空间科学探测及卫星技术发展具有重要意义，标志着我国正式步入“探日”时代。

此次发射的“羲和号”卫星全称是太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星，主要科学载荷为太阳空间望远镜。“羲和号”整星重量508公斤，设计寿命3年，运行于517公里高度、倾角98度的太阳同步轨道;该轨道将经过地球的南北极，能够24小时连续对太阳进行观测。

九、世界最大新能源分布式调相机群“落户”青海

11月8日，在青海海南千万千瓦级新能源基地，随着首批11台新能源分布式调相机全部投入使用，世界最大规模的新能源分布式调相机群正式形成，可带动当地新能源消纳能力提升185万千瓦。这也是世界上首次探索在电源侧大规模安装分布式调相机。

安装的分布式调相机，是一种布置在新能源发电站内的高度集成化的小容量同步调相设备，用于加强送端近区系统的电压支撑，具备优异的暂态稳态特性和无功调节能力。这是世界上首次探索在电源侧大规模安装分布式调相机，对于推动新能源大规模开发利用、构建清洁低碳安全高效的能源体系具有重要的示范引领价值。相比传统无功补偿装置，分布式调相机具有故障瞬间电压支撑能力强、暂态响应速度快等优点，可作为电力系统电源侧的稳定器，未来将是高比例新能源电力系统的重要组成部分。

十、首款新冠特效药获批  为患者赢得10天黄金救治期

12月8日，我国首家自主知识产权新冠病毒中和抗体联合治疗药物获批。该联合用药由清华大学、深圳市第三人民医院和腾盛博药合作研发。最新披露的Ⅲ期临床试验最终结果显示，联合治疗将门诊患者的住院和死亡风险降低了80%。

随着德尔塔毒株成为广泛流行的主流毒株，潜伏时间短、病情进展快让临床救治更为艰难，亟须有针对性的临床有效用药。此次获批的联合用药（安巴韦单抗与罗米斯韦单抗）为救治抢下了更多时间。与国际上其他新冠治疗用药相比，该联合用药给出了长达10天的黄金救治期（国际上其他新冠治疗用药临床试验多设计为5天内救治）。Ⅲ期临床试验的最终结果显示，无论患者是症状出现后的1—5天（早期）前往门诊治疗，还是6—10天（晚期）才开始接受治疗，住院和病亡率均显著降低。这为新冠患者提供了更长的治疗窗口期。