随着太空探索活动日益频繁，航天器电子系统的可靠性正面临更大考验。宇宙空间存高能粒子、太阳耀斑等强辐射因素，传统硅基电子器件容易出现性能衰退，甚至失效。据统计，约23%的卫星故障与辐射引发的电子系统损坏有关。由于太空环境特殊，一旦发生故障往往难以维修，可能带来显著的经济损失和任务中断风险。当前国际主流的抗辐射路线主要包括物理屏蔽和电路冗余设计。例如，美国NASA研发的抗辐射芯片通过在硅基材料中加入保护层进行防护；欧洲空间局则更多采用三模冗余架构提升系统可靠性。但这类方案普遍存在体积重量增加、功耗偏高等问题，难以满足航天器轻量化的发展需求。复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏-马顺利团队选择从材料层面寻求突破。团队历时五年，利用二维原子层材料的本征特性，开发出拥有自主知识产权的“青鸟”系统。该系统的发射机-接收机链路功耗仅为传统系统的20%，重量减少60%以上。2024年9月，“青鸟”系统随“复旦一号（澜湄未来星）”卫星升空后运行稳定。在为期9个月的在轨测试中，系统完成了以复旦大学校歌为载体的星地通信传输，数据误码率长期保持在10^-8以下。模拟计算还显示，该系统在地球同步轨道的理论寿命可达271年，显著高于现有技术水平。这个成果已于1月29日发表于《自然》主刊。国际同行评审认为，“青鸟”系统的在轨验证，表明原子层半导体技术首次实现太空环境的实际应用，为新一代航天电子设备提供了新的技术路径。其核心优势来自材料结构本身：原子级薄层的二维半导体具备较强的辐射耐受能力，有助于从源头降低传统材料中损伤累积带来的可靠性问题。业内专家认为，“青鸟”技术的成熟应用将带来多上影响：在商业航天领域，有望降低卫星制造与发射成本；在深空探测任务中，可提升长期运行的可靠性；对正在推进的国家卫星互联网工程，也将提供关键支撑。据测算，若应用于我国规划的低轨通信星座，整体系统寿命可提升3—5倍。
此进展标志着高可靠、轻量化太空电子系统向前迈出重要一步。“青鸟”系统从材料机理研究到工程化实现——再到在轨验证——表明了我国科研团队在关键技术上的持续创新。面向未来，原子层半导体抗辐射技术有望成为深空探测与长期在轨任务的重要支撑，为中国航天事业的高质量发展提供新的技术动能。