问题——空间任务对通信与电子系统的可靠性要求极高。近年来，从行星探测到卫星互联网星座建设，高性能通信系统被视为航天器的“关键链路”。但轨环境中，高能粒子、宇宙射线等辐射长期存在，容易引发器件性能衰退、参数漂移，甚至突发失效。由于航天器在轨维护难度大，一旦关键电子系统故障，往往意味着任务中断和高昂替换成本，成为制约航天工程寿命与效能的重要瓶颈。 原因——传统抗辐射手段面临“可靠性与代价”的矛盾。工程上常用的加厚屏蔽、冗余电路与加固设计，确实能在一定程度上提升抗辐射能力，但也常带来重量增加、体积变大、功耗上升等影响，与“轻量化、智能化、低成本”的航天发展趋势相冲突。如何在不显著增加资源消耗的前提下，同时实现本征抗辐射与系统级稳定，成为空间电子技术突破的关键方向。 影响——“青鸟”系统为星载通信提供新的技术选项。复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏—马顺利团队研制的“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统，聚焦射频发射—接收链路的抗辐射与低功耗需求，并在国际上首次完成涉及的系统在轨验证。团队依托2024年9月24日发射的“复旦一号（澜湄未来星）”卫星平台，在真实宇宙辐射环境中对系统长期工作稳定性进行检验。为致敬我国首颗人造地球卫星“东方红一号”，研究团队将“复旦大学校歌”原始手稿照片写入系统存储器，完成星内通信传输后通过卫星天线下传至地面站解码，信号复原准确无误。数据显示，系统在轨运行9个月后，传输误码率仍低于10的负8次方，体现出较强的抗辐射能力与长期稳定性。同时，该系统射频链路功耗显著降低，据介绍不足传统硅基射频系统的五分之一，有助于减轻星上能源负担，释放载荷与任务设计空间。 对策——从材料机理到系统验证，打通“实验室—太空”闭环。研究团队从粒子辐射损伤的物理机制出发，揭示原子层级材料的辐射免疫机制，并将材料优势转化为系统级抗辐射能力；再通过在轨数据验证，形成可量化、可对比的可靠性评估。此路径以机理解释支撑工程实现，以在轨验证检验技术路线，为后续空间电子器件与系统研发提供了可复制的范式：一上，器件源头提升本征抗辐射能力；另一上，通过真实轨道环境的长周期运行，验证稳定性与寿命预测模型，降低工程应用不确定性。 前景——原子层半导体有望成为新一代太空电子的重要方向。业内普遍认为，面向卫星互联网、深空探测、空间基础设施等任务，未来星载电子系统需要在质量、功耗与成本受限的条件下，实现更高可靠性与更长寿命。研究团队提出，即便在辐射环境更为严苛的地球同步轨道，该系统在轨寿命预测可达271年，相较传统硅基系统实现数量级提升。随着机理研究深入、工艺成熟度提升与系统工程化能力完善，原子层半导体抗辐射技术有望在星载通信、测控链路、分布式卫星网络等领域拓展应用，并推动空间电子器件向高可靠、轻量化、低功耗方向加速演进。此次成果发表于《自然》主刊，也表明该方向在国际学术界与产业界的关注度持续上升，未来围绕材料体系、辐射效应模型、系统集成与标准化验证的共同推进或将深入加强。
“青鸟”系统的成功研制，展示了我国在太空电子技术领域的关键进展；此突破为提升航天电子系统可靠性提供了新的技术路径，也为更复杂、更长期的空间任务带来更多可能。随着有关技术持续完善并走向工程化应用，我国有望在全球太空科技竞争中继续增强综合能力与影响力。