2024年9月,我国科学家周鹏-马顺利团队在国际顶级期刊《自然》上发表了一项重磅成果。他们研制出了一种“青鸟”系统,能让通信器件在太空中免受辐射伤害。这个系统不仅是国际上第一个成功进入轨道并被验证的同类产品,更给太空电子学开辟了新的研究方向。为了验证这一创新技术,研究团队选择了1970年1月29日发射的“东方红一号”卫星作为致敬对象。到了2024年9月24日,“青鸟”系统被搭载在“复旦一号(澜湄未来星)”卫星上送入太空。经过9个月的在轨考验,“青鸟”系统稳定传输了内部存储的校歌信号。通过卫星天线和地面站的接力接收,信号被完美还原出来。实验结果表明,即便在辐射环境恶劣的地球同步轨道运行,“青鸟”系统预计寿命可达271年,比传统硅基器件提升了两个数量级。与此同时,它的功耗仅为传统系统的五分之一。这个成功案例得益于原子层半导体材料独特的抗辐射特性。 作为中国航天事业的新里程碑,“青鸟”系统的成功验证离不开多方支持。上海市科委、国家自然科学基金委、科技部以及教育部等部门都给予了资助。复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、集成电路与微纳电子创新学院为团队提供了坚实的科研平台。 面对日益频繁的太空活动需求,高性能电子系统已成为所有太空任务的“生命线”。然而空间辐射环境如高能粒子和宇宙射线等严重威胁着航天器的“大脑”与“神经”。传统器件在强辐射下容易损坏且无法维修,这限制了航天器的长寿命运行与任务拓展。 为了应对这个世界性难题,研究团队从粒子辐射损伤的微观机制入手揭示了原子层材料的辐射免疫机制。基于这个理论突破设计出的“青鸟”系统实现了器件层面的本征加固。 这项成果是基础研究与工程应用紧密结合的典范。它不仅为我国空间电子器件的跨越式发展提供了核心支撑,也是人类应对极端环境挑战迈向深远太空探索的重要一步。展望未来,“青鸟”系统的成功验证标志着“原子层半导体太空电子学”从理论走向了实践。这一技术路线将持续吸引全球资源投入,有望推动卫星互联网、深空探测等国家重大工程的技术革新。