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【行星的原位资源利用技术（ISRU：In-situ Resource Utilization）】#航天##科技#
深空探索是人类开启的下一个“大航海时代”，由于其具有重要战略意义，广受世界各国重视。
随着深空探测活动热度、广度、深度的不断提升，传统运载方式难以支撑未来空间任务的发展，需要不断降低对地球物质能源补给的依赖，原位资源利用（In-situ Resource Utilization，ISRU）技术成为重要手段。原位资源利用技术主要包括在特定环境条件下（地外）对物质资源进行提取、转化、存储与利用等，贯穿于空间活动全过程，被美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）列为载人深空探索优先发展的首项技术，也被我国载人深空探测团队列为六大优先发展的技术领域之一，认为其有可能带来颠覆性、变革性影响。
从近5年（2017-2022）WoS文献来看，全球开展该研究的国家/地区共41个，约占全部国家/地区的20%。研究体量主要集中在排名前10国家，其中美国发文量达到前10国家总和的46%，第一地位短期内难以撼动。英国、德国分列二三，但德国的发文增速快于英国，短期很可能会升到第二（截止发文时已超过英国）。中国排名第四，发文增速也较快，但被引频次和被引次数排名前10%论文数量偏少。
目前活跃在该领域的全球机构。其中，美国主要是NASA及其下属机构、麻省理工学院、加州理工学院；英国主要是英国开放大学；德国主要是德国航空航天中心、亥姆霍兹联合会；其他包括总部设在巴黎的欧洲航天局、日本早稻田大学、瑞典吕勒奥理工大学以及韩国土木工程与建筑技术研究所。从发文量来看，排名前20的机构中没有中国机构。
我国该领域研究主体主要有三个来源，首先是中国航天系统，如国家航天局下属探月与航天工程中心，中国航天科技集团旗下的中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室、北京空间飞行器总体设计部、上海航天技术研究院等；其次是中科院系统，主要参与院所包括中科院地球化学研究所、中科院空间应用工程技术中心、中科院沈阳自动化研究所、中国科学院大学等；第三个来源为高校系统，涉及高校主要有哈尔滨工业大学、西北工业大学、南京理工大学、中国东北大学，以及清华、西安交大、华科大，中国矿业大学、中国石油大学等。
原位资源利用是一个典型的多学科交叉领域，表3列出了近5年该领域全球主要国家的前25个WoS学科方向，表格从左往右按发文量依次为美、德、英、中。可以看出，全球该领域研究主要集中在工程航空、天体物理、土木工程、机器人、地球科学、地质、气象、材料等方面。美国在高发文量支撑下，涉及的研究面广，相较全球略为偏重微生物、生物技术应用；德、英两国关注的研究方向则较为集中，不足25个，尤其是英国，虽与德国发文量相近，但少了5个研究方向，德、英两国均涉及核科学技术的研究；我国在该领域的研究产出在四国中最少，但涉及的研究面却很广，目前比较侧重的是能源、燃料、化工、高分子等方向。
自2017年起，世界集中于月球、火星开展多方面研究，主要包括：①对月球、火星表土（模拟物）进行战略物资（如水、氧气、铁、铝、镁、铂、稀土等金属元素）提取，可简称“地外采矿”，涉及的关键词包括“小行星采矿（asteroid mining”、“稀土元素（rare-earth elements）”、 “water ice（水冰）”、“空间资源（space-resources）”等；②利用月球/火星表土实现建筑部件制造，开发外星建筑，涉及的主要关键词有“结构化材料（structural-material）”、“3D打印（3D-printing）”、“月球基地（lunar-base）”、“自主建设（autonomous construction）”等；③利用空间生物技术实现微生物原位资源利用，涉及的关键词主要有“蓝藻（cyanobacteria）”、“细胞（cell）”、“生命支持（life-support）”等。除以上三条主线外，近期还有一些文章聚焦月球、火星、小行星（如谷神星等）表土模拟物制备、着陆点选址、地表形态建模（以推测是否含有水冰）、光伏/太阳能等可再生能源利用等方面。

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