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我國空間科學發(fā)展亟待新規(guī)劃

時間:2023-03-03來源:中國科學報 作者:佚名

   “悟空”“實踐十號”“墨子”“慧眼”“懷柔一號”“太極一號”“夸父一號”……自2011年中國科學院啟動空間科學先導專項以來,12年里,中國空間科學在中國科學院先導專項一期和二期的支持下,先后孕育出了多顆公眾耳熟能詳又帶著“從無到有”開拓意味的空間科學衛(wèi)星。

   “先導一期和二期已經(jīng)發(fā)射運行的衛(wèi)星持續(xù)產(chǎn)出了重大成果,但是,與美歐等世界空間科學強國相比,我國空間科學發(fā)展總體還處于起步階段。”在2月28日至3月1日召開的“第35屆全國空間探測學術(shù)研討會”上,中國科學院國家空間科學中心主任、中國科學院院士王赤呼吁,我國須加快立項實施系列標志性的空間科學任務(wù),產(chǎn)出重大原創(chuàng)科學突破,引領(lǐng)空間科學未來發(fā)展方向。

   未來兩三年將再發(fā)兩顆星

   “未來的兩三年中,我們將在空間科學先導專項二期的支持下,發(fā)射愛因斯坦探針(EP)和中歐合作的太陽風-磁層相互作用全景成像衛(wèi)星(SMILE)。”王赤說。

   EP首席科學家、中國科學院國家天文臺研究員袁為民介紹,EP衛(wèi)星將在軟X射線波段,開展國際上最高靈敏度的高能暫現(xiàn)天體巡天,探索和發(fā)現(xiàn)宇宙高能暫現(xiàn)和爆發(fā)天體、沉寂黑洞、引力波電磁對應(yīng)體。

   2022年7月27日,作為EP試驗星的“EP-WXT探路者”發(fā)射成功,8月在軌獲得并發(fā)布首批在軌實測結(jié)果。

   “目前,EP-WXT 探路者在軌表現(xiàn)基本正常,EP衛(wèi)星項目也已進入正樣最后階段,在確保質(zhì)量前提下,將力爭在今年 11 月?lián)駲C發(fā)射。”袁為民告訴《中國科學報》。

   作為SMILE的首席科學家,王赤介紹,SMILE將首次實現(xiàn)對地球磁層的全景X射線成像和高精度的日側(cè)極光探測,揭示太陽風-磁層相互作用大尺度結(jié)構(gòu)和基本模式。

   2022年7月至12月,SMILE衛(wèi)星完成了初樣鑒定星系統(tǒng)集成、環(huán)境測試及總結(jié)評審,今年1月16日,衛(wèi)星初樣研制總結(jié)暨正樣設(shè)計評審,計劃在2023年完成任務(wù)級初樣研制總結(jié)暨正樣設(shè)計評審,轉(zhuǎn)入正樣研制,并完成所有載荷正樣產(chǎn)品研制。

   “空間科學的發(fā)展離不開頂層規(guī)劃”

   “空間科學任務(wù)日益成為航天國家發(fā)展的新抓手。”王赤說,從國際發(fā)展情況看,空間科學已經(jīng)成為世界重要人才中心和創(chuàng)新高地的載體,造就了從諾貝爾獎獲得者到卓越工程師的人才隊伍,也催生出諸多國際頂級的科研機構(gòu)。

   據(jù)不完全統(tǒng)計,截止到2022年,空間科學衛(wèi)星的總數(shù)量全世界大概是900顆,其中,美國占到差不多一半(430顆),歐空局有144顆,俄羅斯有227顆,日本有50顆,而中國、印度一樣,都只有14顆。

   與世界空間科學大國相比,我國空間科學衛(wèi)星數(shù)量較少,整體水平不高,缺乏重大標志性原創(chuàng)科學成果,總體還處于起步階段。

   “空間科學的發(fā)展離不開頂層規(guī)劃。”王赤說,從1964年至2022年,美國發(fā)布了14個空間科學“十年調(diào)查”發(fā)展規(guī)劃;從1985年至今,歐空局先后發(fā)布了“地平線2000”“地平線2000+”“宇宙憧憬”“遠航2050”四版中長期規(guī)劃。

   他認為,通過這些規(guī)劃,歐美實現(xiàn)了空間科學的規(guī)模化、持續(xù)化發(fā)展,同時也對其他國家航天活動的布局產(chǎn)生了重要影響。我國空間科學躋身國際前列任重道遠,須盡快出臺首個國家空間科學中長期發(fā)展規(guī)劃,瞄準世界空間科學制高點和國家重大戰(zhàn)略需求,堅持重大科學問題牽引和重大原創(chuàng)突破導向,支撐我國不斷取得具有重大國際影響力的突破性發(fā)現(xiàn)和標志性原創(chuàng)成果,帶動空間技術(shù)創(chuàng)新突破。

   “加快實施系列標志性的空間科學任務(wù)”

   “未來,中國空間科學的發(fā)展要與建設(shè)中國式現(xiàn)代化強國的國家目標相匹配,空間科學不應(yīng)該成為短板。”王赤認為,加快建設(shè)航天強國,首先需要研判世界空間科學的前沿問題,目前,世界空間科學前沿可以概括為“一黑”“兩暗”“三起源”“五表征”。

   “一黑”即以黑洞為典型代表的致密天體及其極端條件下的物質(zhì)運動規(guī)律。“兩暗”即暗物質(zhì)、暗能量。“三起源”即宇宙起源、太陽系起源、生命起源。“五表征”即探尋地球系統(tǒng)、地月空間、太陽系和系外世界的特征和運行規(guī)律,以及太空環(huán)境中的物質(zhì)運動和生命活動規(guī)律。

   據(jù)悉,我國空間科學界立足國情,結(jié)合我國優(yōu)勢學科領(lǐng)域、人才隊伍狀況及工程技術(shù)基礎(chǔ),已將我國有望取得突破的科學主題聚焦到極端宇宙、時空漣漪、日地全景、宜居行星、太空格物五方面。

   極端宇宙,即探索宇宙的起源與演化,揭示極端宇宙條件下的物理規(guī)律;時空漣漪,即探測中低頻引力波、原初引力波,揭示引力與時空本質(zhì);日地全景,即探索地球、太陽和日球?qū)樱沂救盏貜碗s系統(tǒng)、太陽-太陽系整體聯(lián)系的物理過程與規(guī)律;宜居行星,即探索太陽系天體和系外行星的宜居性,開展地外生命探尋;太空格物,即揭示太空條件下的物質(zhì)運動和生命活動規(guī)律,深化對量子力學與廣義相對論等基礎(chǔ)物理的認知。

   “我國需要加速空間科學發(fā)展,加快建設(shè)航天強國。”王赤說,“空間科學任務(wù)周期長、影響大,具有重大戰(zhàn)略意義,要加快規(guī)劃論證實施系列標志性的空間科學任務(wù),持續(xù)產(chǎn)出更新人類知識圖譜的新發(fā)現(xiàn),使發(fā)達的空間科學成為‘加快建設(shè)航天強國’和‘集聚力量進行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)’的交叉點、切入點和發(fā)力點。”

 

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