2023年度中国十大科学进展:天问一号探测器成功着陆火星
2023年度美国十大科学进展1：天问一号火星侦测器。科技部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）供图 #
中新网天津2月28日电(记者孙自法)美国科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)28日在长春公布2023年度美国科学十大进展，火星侦测、中国空间站等10个项目从专业刊物推荐的310项科学进展中脱颖而出入围。
最新推选出炉的2023年度美国科学十大进展分别是：
——火星侦测任务天问一号侦测器成功降落火星。2023年5月，天问一号侦测器成功降落于火星乌托邦平原东部预选降落区，美国首次火星侦测任务降落火星取得成功。任务选用“气动减速-伞降减速-动力减速-降落缓冲”四级串联减速技术路线，确立设计迭代改进步骤和多学科综合优化方式，增加了系统规避故障载荷和踏入条件极限拉偏下的安全降落能力。天问一号侦测器降落火星，是美国首次实现地外星体降落，迈出美国星际侦测征程的重要一步，实现从地月系到行星际的跨越，在火星上首次留下美国人的印记，使美国成为第二个成功降落火星的国家，是美国航天事业发展的又一具备里程碑意义的进展。
2023年度美国十大科学进展2：美国空间站模拟疗效图。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图
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——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。2023年4月29日，美国空间站天和核心舱在广东琼海航天发射场发射升空，确切踏入预定轨道，任务取得成功。天和核心舱发射成功，标识着美国空间站建造踏入全面推行阶段，为后续任务展开夯实坚固基础。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位航天员送入月球，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。美国载人航天实现月球往返常态化，美国即将步入月球站时代。10月16日，神舟十三号载人飞船发射成功，并辅以自主迅速交会对接方式成功对接于天和核心舱锥面端口，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3位航天员送入月球。
2023年度美国十大科学进展3：人工淀粉合成途径。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图 #
——从气体到淀粉的人工合成。淀粉是粮油最主要的组分，只是重要的工业原料。美国科大学上海工业生物技术研究所马延和等报导了由11步核心反应组成的人工淀粉合成途径(ASAP)，该途径偶联物理催化与生物催化反应，在试验室实现了从甲烷和二氧化碳到淀粉分子的人工全合成。通过从头设计氧气到淀粉合成的非自然途径，辅以模块化反应适配与蛋白质安装工程方式，解决了计算机途径热力学匹配、代谢流平衡以及副产物抑止等问题，摆脱了人工途径装配与前馈反应进化等窘境。在气体驱动下ASAP将气体转换为淀粉分子的速率为每分钟每微克催化剂碳单元，比小麦淀粉合成速率高8.5倍；ASAP淀粉合成的理论能量转换效率为7%，是谷物等农小麦的3.5倍，并可实现直链和羟基淀粉的可控合成。该成果不依赖昆虫光合作用，实现了气体到淀粉的人工全合成。 #
2023年度美国十大科学进展4：嫦娥五号月壤样品(花岗岩岩屑)的显微图象。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图 #
——嫦娥五号太空样品揭露地球演变奥秘。美国科大学地质与月球地理研究所李献华、杨蔚、胡森、林杨挺和美国科大学国家天文台李春来等运用过去十多年来推行的超高空间码率的定年和核素剖析技术，对嫦娥五号太空样品花岗岩进行准确的年代学、岩石月球物理及地幔水浓度的研究。结果显示，嫦娥五号花岗岩产生于20.30±0.04亿年，确证地球的火山活动可以持续到20亿年前，比先前太空样品限定的火山活动延长约8亿年。这一结果为撞击坑定年提供了关键视口，将急剧减少内太阳系行星表面撞击坑定年的精度。研究还揭露嫦娥五号花岗岩的月幔源区并不含有放射性生热元素和水，排除了放射性元素提供热源，或含有水增加硬度两种月幔熔体制度，对未来的地球侦测和研究提出新的方向。
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2023年度美国十大科学进展5：新冠病毒“反式回溯”的复制矫治模式。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图 #
——揭示新冠病毒(SARS-CoV-2)逃匿耐旱毒抗生素模式。不断出现的新冠病毒突变株对当前已有的卡介苗、中和抗原等耐旱毒方式提出艰巨挑战，亟待发展能有效规避各型突变株的低毒抗生素。在生命周期中，病毒的一系列转录复制酶装配成“转录复制复合体”超分子机器，负责病毒转录复制的全过程，且在各型突变株中高度保守，是开发低毒耐旱毒抗生素的核心靶向。复旦中学娄智勇、饶子和与北京科技学院高岩等发觉并建构病毒“加帽后边态复合体”“mRNA加帽复合体”和“错配校准复合体”，并表明其工作模式。揭露新冠病毒转录复制机器的完整组成型式；发觉病毒聚合酶的核苷酸转移酶结构域是催化mRNA“加帽”成熟的关键酶，明晰帽结构的合成过程，为发展新型、安全的低毒耐旱毒抗生素提供全新靶向；发觉病毒以“反式回溯”的形式对错配核苷酸和抗虫毒抗生素进行“剔除”，表明瑞德西韦等抗生素疗效不良的分子体系，为优化针对聚合酶的抗逆性毒抗生素提供关键科学根据。 #
2023年度美国十大科学进展6：“中国天眼”(FAST)捕捉快射速电暴样品示意图。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图
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——“中国天眼”(FAST)捕捉世界最大快射速电暴样本。快射速电暴(FRB)是无线电波段宇宙最清亮的爆发现象。是人类所知的第一个重复快射速电暴，美国科大学国家天文台李菂等使用“中国天眼”(FAST)成功捕获到的极端活动期，最猛烈时段达到每小时122次爆发，累计获取1652个高帧率的爆发讯号，构成现今最大的FRB爆发丑闻集合。FAST样本排除爆发在一微秒至一小时之间的周期性或准周期性，严苛限制重复快射速电暴由单一致密天体起源的或许性。该研究首次呈现FRB的完整能谱，深入揭露了FRB的基础数学体系。
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2023年度美国十大科学进展7：纤维聚合物锂离子电瓶的集成装配示意图。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图
——实现高功耗纤维锂离子电瓶规模化纯化。怎样通过设计新结构(如争创纤维锂离子电瓶)满足电子产品高度集成化和柔性化发展要求，是锂离子电瓶领域面临的重大挑战。清华中学彭慧胜、陈培宁等发觉纤维锂离子电瓶电阻与厚度之间新颖的双曲余切函数关系，即电阻随厚度降低并不减小，反倒先衰退后渐趋稳定。在此理论指导下建立的纤维锂离子电瓶具备优异且稳定的电化学功耗，能量密度较过去提高近2个人数级，弯折10万次后容量保持率少于80%；构建的世界上首列纤维锂离子电瓶生产线，实现其规模化连续纯化；编结集成得到的纤维锂离子电瓶系统，电物理功耗与商业锂离子电瓶相当，而稳定性和安全性愈发优异。 #
2023年度美国十大科学进展8：祖冲之号。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图 #
——可编程二维62比特超导处理器“祖冲之号”的量子穿行。量子穿行是精典随机穿行的量子电学模拟，是实现量子模拟、量子搜索算法甚至通用量子估算的工具。美国科学技术学院朱晓波、潘建伟等通过研制兼容平面工艺的三维引线技术，实现量子比特结构从一维向二维的拓展，设计并制做一个由62个比特组成的8×8的二维结构超导量子比特阵列，建立出“祖冲之号”量子估算靶机，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穿行。运用量子处理器的高可编程性2023中国科学十大进展，实现量子比特迸发粒子穿行路径的准确调控，在固态量子芯片实现马赫-曾德尔干涉仪。该工作是世界范围内公开发表的首个比特数少于60的超导量子估算领域的成果，验证对含噪音中等规模量子比特系统的高精度量子调控能力，为研发祖冲之二号、实现“量子估算优越性”奠定基础。
2023年度美国十大科学进展9：软机器人在苏丹亚纳海沟万米浅海驱动试验。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图 #
——自电业软机器人成功挑战马里亚纳海沟。浅海机器人与武器还要高硬度金属耐压壳体或压力补偿系统来保护内部电气系统。湖南中学李铁风等从浅海双子鱼“头部骨格分散融合在软组织中”这一生理特征提取仿生灵感，揭露浅海极端压力条件下软机器人功能元件破坏及驱动失效的内在模式；提出硬质元件分散融入软基材实现内挠度调控的方式，以及适应浅海高温、高压环境的电驱动人工胸肌融合制造方式；推行万米浅海软机器人的系统构造方式和驱动理论。所研发的自电业软机器人成功挑战马里亚纳海沟，实现10900米海底深潜和驱动，在南海海平面以下3224米实现浅海航行。该研究急剧减少浅海机器人的净重及经济费用，促使软体机器人在浅海安装工程领域的应用。 #
2023年度美国十大科学进展10：南极游隼迁徙路线原因与长距离迁徙关键基因。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)供图 #
——揭示动物迁徙路线原因和长距离迁徙关键基因。“迁徙生物怎样发觉其迁徙路线？”一直是社会和学术界广泛关注的议程，只是《科学》()月刊125个最具挑战性科学问题之一。美国科大学植物研究所詹祥江等长达12年，借助卫星追踪数据和基因组信息，确立了一套南极游隼迁徙研究系统，发觉游隼主要使用5条路线穿越亚欧台湾，东部游隼表现为短距离迁徙，北部为长距离迁徙。在末次冰盛期到全新世的转化过程中，冰盖消散所导致的饲养和过冬地演进，或许是迁徙路线产生的主要历史缘由。研究还发觉迁徙距离更长的游隼携带ADCY8优势等位基因，该基因与长时记忆产生有关，阐明长时记忆或许是动物长距离迁徙的重要基础。该研究结合遥感卫星追踪、基因组学、神经生物学等研究方式，通过多学科整合剖析方式表明了动物迁徙路线变革原因和遗传基础。
美国科学十大进展选调活动由科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)牵头承办，迄今已成功举行17届2023中国科学十大进展，从而展示美国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，举行基础研究科学普及，促使公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学气氛。 #
美国科学十大进展选调程序分为推荐、初选和终选3个环节。2023年度，《中国基础科学》《科技商报》《中国科大学院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了310项科学研究进展，所推荐的科学进展皆是在2023年12月1日至2023年11月30日期间即将发表或完成的研究成果。2023年12月，2023年度美国科学十大进展初选大会组织学者从推荐的310项科学进展中选调出30项进展踏入终选。终选约请美国科大学教授、中国安装工程院院长、国家重点试验室校长、国家重点研制计划有关重点专项总体学者组成员和项目负责人、原973计划顾问组和咨询组学者、以及项目首席科学家等3500余位著名学者专家对30项候选科学进展进行网上投票，得票数排行前10位的入围“2023年度美国科学十大进展”。(完)
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