2021年度中国科学十大进展发布 天问一号探测器成功着陆火星等重大突破入选

2022年2月28日，科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布2021年度中国科学十大进展。火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星、嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘等重大突破入选。

1. 火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星

2021年5月15日7时18分，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。天问一号探测器着陆火星，是我国首次实现地外行星着陆，使我国成为第二个成功着陆火星的国家。

2. 中国空间站天和核心舱成功发射，神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接

2021年4月29日，中国空间站天和核心舱在海南文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道，标志着我国空间站建造进入全面实施阶段。

6月17日，神舟十二号载人飞船发射成功，并与天和核心舱成功完成对接，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3位航天员送入太空，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。

10月16日，神州十三号载人飞船发射成功，并采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3位航天员送入太空，实现了我国载人飞船在太空的首次径向交会对接。

3. 从二氧化碳到淀粉的人工合成

淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学院天津工业生物技术研究所马延和等报道了由11步核心反应组成的人工淀粉合成途径(ASAP)，该途径偶联化学催化与生物催化反应，在实验室实现了从二氧化碳和氢气到淀粉分子的人工全合成。

4. 嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘

中国科学院地质与地球物理研究所和中国科学院国家天文台科学家利用过去十多年来建立的超高空间分辨率的定年和同位素分析技术，对嫦娥五号月球样品玄武岩进行了精确的年代学、岩石地球化学及岩浆水含量的研究。结果显示，嫦娥五号玄武岩形成于20.30±0.04亿年，确证月球的火山活动可以持续到20亿年前，比以往月球样品限定的火山活动延长了约 8亿年。这一结果为撞击坑定年提供了关键锚点。

5. 揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒药物机制

清华大学娄智勇、饶子和与上海科技大学高岩等发现并重构了病毒“加帽中间态复合体”“mRNA加帽复合体”和“错配校正复合体”，并阐明其工作机制。揭示了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式;发现病毒聚合酶的核苷转移酶结构域是催化mRNA“加帽”成熟的关键酶，明确了帽结构的合成过程，为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供了全新靶点。

6. FAST捕获世界最大快速射电暴样本

快速射电暴(FRB)是无线电波段宇宙最明亮的爆发现象。FRB 121102是人类所知的第一个重复快速射电暴，中国科学院国家天文台李菂等使用“中国天眼”FAST成功捕捉到FRB 121102的极端活动期，最剧烈时段达到每小时122次爆发，累计获取了1652个高信噪比的爆发信号，构成目前最大的FRB爆发事件集合。

7. 实现高性能纤维锂离子电池规模化制备

复旦大学彭慧胜、陈培宁等发现纤维锂离子电池内阻与长度之间独特的双曲余切函数关系，即内阻随长度增加并不增大，反而先下降后趋于稳定。在此理论指导下构建的纤维锂离子电池具有优异且稳定的电化学性能，能量密度较过去提升了近2个数量级，弯折10万次后容量保持率超过80%;建立的世界上首条纤维锂离子电池生产线。

8. 可编程二维62比特超导处理器“祖冲之号”的量子行走

中国科学技术大学朱晓波、潘建伟等通过研发兼容平面工艺的三维引线技术，实现了量子比特结构从一维向二维的拓展，设计并制作了一个由62个比特组成的8×8的二维结构超导量子比特阵列，构建了“祖冲之号”量子计算原型机，并通过该装置演示高保真的单粒子和双粒子连续时间量子行走。利用量子处理器的高可编程性，实现了量子比特激发粒子行走路径的精确调控，在固态量子芯片实现了马赫-曾德尔干涉仪。

9.自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟

深海机器人与装备需要高强度金属耐压外壳或压力补偿系统来保护内部机电系统。浙江大学李铁风等从深海狮子鱼“头部骨骼分散融合在软组织中”这一生理特性提取仿生灵感，揭示了深海极端压力条件下软机器人功能器件破坏及驱动失效的内在机制;提出了硬质器件分散融入软基体实现内应力调控的方法，以及适应深海低温、高压环境的电驱动人工肌肉融合制造方法;建立了万米深海软机器人的系统构造方法和驱动理论。

10. 揭示鸟类迁徙路线成因和长距离迁徙关键基因

“迁徙生物如何发现其迁徙路线?”一直是社会和学术界广泛关注的议题，也是《Science》杂志125个最具挑战性科学问题之一。中国科学院动物所詹祥江等历时12年，利用卫星追踪数据和基因组信息，建立了一套北极游隼迁徙研究系统，发现游隼主要使用5条路线穿越亚欧大陆，西部游隼表现为短距离迁徙，东部为长距离迁徙。在末次冰盛期到全新世的转换过程中，冰川消退所导致的繁殖和越冬地变迁，可能是迁徙路线形成的主要历史原因。研究还发现迁徙距离更长的游隼携带ADCY8优势等位基因，该基因与长时记忆形成有关，表明长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。

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