星辰大海！华科大的梦想征途！
星辰大海！华科大的梦想征途！
今天是4月24日，我们迎来第九个“中国航天日”，今年中国航天日的主题是“极目楚天，共襄星汉”，主场活动在湖北省武汉市举办。今年也是我国实施探月工程20周年。眼中有星辰大海，心中有家国天下，筑梦航天和探月的进程中，华科大用这些硬核成果作出响亮回答。
瞄准科学前沿，华科人这样“测地观天”
引力波探测是当前广受关注的国际重大前沿科学之一。空间引力波探测的主要目的是打开mHz~1Hz的引力波探测窗口，相关研究不仅对宇宙学、引力物理、天文学等基础学科研究有重大科学意义，而且将带动一大批尖端科学技术的发展。空间引力波探测迫切需要发展超远距离激光干涉测量、高精度惯性基准构建等相关技术，涉及物理、光电科学与技术、仪器仪表、机械工程、电子科学与技术、能源与动力工程、信息科学与技术等一级学科。
华中科技大学物理学院罗俊院士于2014年提出基于地球轨道的空间引力波探测的中国方案——天琴计划。目前天琴计划已经完成了0123路线图的前两步，实现了月地激光精确测距和高精度空间惯性基准在轨验证（天琴一号卫星，2019年）。2021年，国家航天局已批复天琴二号卫星的工程立项。
2014年，物理学院引力中心成立了空间引力波探测研究团队，目前华中科技大学已基本形成以物理学院为中心，机械学院、能源学院、光电信息学院、电信学院、航空航天学院、网安学院等多院系强强联合、优势互补的空间引力波探测联合研究大团队。
2022年，华中科技大学获批科技部“引力波探测”重点专项项目。图为获批项目之一的“无拖曳航天器编队精确控制研究”项目，旨在为无拖曳航天器编队建立一套覆盖全流程的无拖曳数值仿真与评估系统，为全面开展空间引力波探测提供理论指导和技术支持。
筑梦星海，这些引力中心成果曾经飞上太空
中国空间站天和核心舱搭载华科大研制的簧片空间加速度计
2021年4月29日，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空。天和核心舱里搭载着华中科技大学的科研成果——物理学院引力中心、精密重力测量国家重大科技基础设施团队研制的簧片空间加速度计。簧片空间加速度计是核心舱中高微重力科学实验柜悬浮实验系统的重要设备，为悬浮实验系统提供微重力测量等数据。这是该类型簧片空间加速度计继2006年“实践八号”、2017年 “天舟一号”货运飞船、2020年“新一代载人飞船试验船”后的第4次飞行实验，同时也是华中科技大学引力中心团队研制空间惯性传感器的第6次空间飞行实验。
华科大研制的三轴MEMS微震仪和空间加速度计搭载长征五号B运载火箭首飞成功
2020年5月5日，为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭，成功将搭载的新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱送入预定轨道。华中科技大学物理学院引力中心团队研制的三轴MEMS微震仪和空间加速度计搭载飞行，这是国内高精度MEMS微震仪的首次在轨飞行，主要完成在轨情况下飞船核心舱的微重力加速度测量任务，旨在为我国空间站时期开展高灵敏度微重力测量技术提前进行技术验证与技术储备，为我国“小行星探测”等空间探测计划进行技术支撑。
华科大研制的激光角反射器跟随嫦娥四号“鹊桥”号上天
2018年5月21日，我国利用长征四号丙运载火箭成功发射嫦娥四号中继卫星“鹊桥”。“鹊桥”携带了由华中科技大学物理学院罗俊院士团队2015年便开始布局研制的激光角反射器进行激光测距实验。实验中采用的激光角反射器载荷由华中科技大学引力中心研制。该实验旨在为“天琴计划”进行先导性研究，在国际上实现了超过地月距离下的纯反射式激光测距实验，目的是发展月球和深空卫星激光测距技术，为天琴卫星的精密定轨提供技术验证和储备。
月球上盖房子？华科人率先探索！
中国探月工程20年来，科学家们步履不停，中国人的奔月梦愈发清晰。月球科研站建造计划也火热上新——来自华中科技大学的一群“超级泥瓦匠”，正在尝试把“广寒宫”的传说变成现实。
月面原位建造面临着极端环境的巨大挑战，包括原位材料单一、无液态水，月球表面约为地球表面六分之一的低重力，每年约1000次2-3级的月震，宇宙射线的强辐射、月面复杂形貌与地质等等，都让月面原位建造成为极端复杂且涉及多学科交叉的工程。
2015年，华中科技大学丁烈云院士团队在国内率先开始了月面基地建造研究工作，一步步向难题发起冲击。丁烈云院士从无人3D打印中得到启发，集结了一支包括华中科技大学土木与水利工程学院、材料学院、机械学院、人工智能与自动化学院等在内的科研团队，开展了月面极端环境下的装配式结构优化设计、月面着陆垫拓扑互锁结构性能实验与仿真研究、月面建筑结构研究、月壤烧结及月面极端环境影响等多项前沿研究，致力于设计出具有可行性的月面基地整体建造方案。
2023年6月26日，探月与航天工程中心发布了《关于发放第六批月球科研样品的公告》。华中科技大学首获来自“月球的礼物”，共获得5件月球科研样品，分别为嫦娥五号月壤铲取样1份、钻取样4份，共计445.2毫克。
作为月球样品负责人，丁烈云院士组织华中科技大学土木、材料、航天等交叉学科前沿研究团队，针对月面原位建造面临的极端环境，通过微量、高精度、原位实时、高通量、低损耗的技术创新，围绕嫦娥五号月壤样品的保温、抗剪、防辐射性能等关键科学问题开展了深入探索，为嫦娥八号原位建造试验载荷方案论证提供重要科学依据，为月球科研站建设和载人登月后续任务提供重要理论基础。
目前，团队已制备出国内首个模拟月壤真空烧结打印样品，实现“从0到1”的重大突破。有了“月壤砖”，华中科技大学团队又借鉴中国传统砌筑和榫卯连接方式，将中国传统制砖砌筑的建造方式与3D打印建造方式相结合，即先烧出带有榫卯结构的月壤砖，再用机器人砌筑。月球上工作的机器人“月蜘蛛”通过真空烧砖、组装、连接等，“像搭建星际积木一样”在月球上搭房子，这样不仅搭建风险更小，成本也更低，真正实现了中国建筑的匠人智慧与现代科技的完美结合。
丁烈云院士团队还承担了中国载人空间站工程空间科学与应用项目，拟利用空间站环境开展烧结模拟月壤样品舱外暴露实验。
此外，作为华中科技大学牵头建设的国家智能设计与数控技术创新中心的核心成员单位，同元软控MWorks聚焦系统数字化设计与仿真验证，与航天五院合作建立数字空间站，模拟仿真出舱任务各个环节，为神舟十五号航天员出舱活动保驾护航。
矢志培养空天报国一流人才
2023年5月26日，国内首个数字空天技术研究所——华中科技大学数字空天技术研究所揭牌暨所长聘任仪式举办。中国科学院院士、航空航天学院院长于登云，副校长许晓东教授共同为数字空天技术研究所揭牌。数字空天技术研究所直接面向国家对航空航天领域数字化转型的迫切需求，汇聚了一批产学研高水平人才，正依托现有基础建设数字航空航天技术研发基地、飞行器设计教研基地、数字航空航天产业孵化基地、航空航天科普教育基地等一批科研教学基地，进而引领数字航空航天新业态发展规划，探索数字技术，创造数字资产，赋能航空航天产业升级，牵引多学科协同发展。
华中科技大学航空航天学院的发展可以追溯到上世纪50年代后期。学校于1960年成立了数学力学系（也称工程力学系），该系涵盖了航空航天和力学等学科，设置了弹体设计、火箭发动机、地面设备、飞行力学和控制、高能燃料等学科方向。2020年8月，为了优化学科布局，学校将土木工程与力学学院力学系和原航空航天学院（筹）进行重组，成立了新的航空航天学院。
华中科技大学航空航天学院发展历史脉络图
航空航天学院重组以来，学科专业建设成果屡创新高。2020年，工程力学专业入选国家级一流本科专业建设点，飞行器设计与工程专业入选湖北省一流本科专业建设点。2021年，工程力学专业入选教育部基础学科拔尖学生培养基地2.0计划。2022年，飞行器设计与工程专业入选国家级一流本科专业建设点。至此，学院2个本科专业均入选国家“双万计划”。学院现拥有力学（2000年获批）和航空宇航科学与技术（2021年获批）2个一级学科。两个学科还与华中科技大学物理、数学等学科共建了“空天科学与工程”湖北省高等学校优势特色学科群。
学院坚持以学生全面发展为中心，整合国家一流教育资源和教学平台，拓展创新实践基地等优质资源，让学生开展深度专业学习与科创实践，本科生在高水平论文发表和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、国际工程力学竞赛、全国大学生周培源力学竞赛、工程训练大赛-飞行器虚拟仿真、中国国际飞行器设计挑战赛等国家级赛事中屡获佳绩。
图为中国科学院院士、航空航天学院首席科学家周又和，中国科学院院士郑晓静为学院师生作学术讲座。
此外，华中科技大学机械学院、材料学院、人工智能与自动化学院、能源学院、电信学院、网安学院等相关院系也正围绕航天技术加强有组织科研，发挥一流大学基础研究主力军作用，为服务航天强国建设贡献华科大力量，唱响新时代“东方红”。
潜心科研 勇攀高峰
为不断突破的华科人点赞！
华中科技大学（ihuster）
来源 / 科发院 物理学院
土木与水利工程学院 航空航天学院
插图 / 田春雨
封面图 / 朱赫
视频 / 张培山 史梦诗 祝一超
编辑 / 郭雨辰
校对 / 汪伟颋
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原标题：《星辰大海！华科大的梦想征途！》
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