“悟空”“實(shí)踐十號(hào)”“墨子”“慧眼”“懷柔一號(hào)”“太極一號(hào)”“夸父一號(hào)”……自2011年中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)以來(lái),12年里,中國(guó)空間科學(xué)在中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)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(wú)到有”開拓意味的空間科學(xué)衛(wèi)星。
“先導(dǎo)一期和二期已經(jīng)發(fā)射運(yùn)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(xué)強(qiáng)國(guó)相比,我國(guó)空間科學(xué)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(guó)空間探測(cè)學(xué)術(shù)研討會(huì)”上,中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心主任、中國(guó)科學(xué)院院士王赤呼吁,我國(guó)須加快立項(xiàng)實(shí)施系列標(biāo)志性的空間科學(xué)任務(wù),產(chǎn)出重大原創(chuàng)科學(xué)突破,引領(lǐng)空間科學(xué)未來(lái)發(fā)展方向。
未來(lái)兩三年將再發(fā)兩顆星
“未來(lái)的兩三年中,我們將在空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)二期的支持下,發(fā)射愛因斯坦探針(EP)和中歐合作的太陽(yáng)風(fēng)-磁層相互作用全景成像衛(wèi)星(SMILE)。”王赤說(shuō)。
EP首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員袁為民介紹,EP衛(wèi)星將在軟X射線波段,開展國(guó)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(duì)應(yīng)體。
2022年7月27日,作為EP試驗(yàn)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(shí)測(cè)結(jié)果。
“目前,EP-WXT 探路者在軌表現(xiàn)基本正常,EP衛(wèi)星項(xiàng)目也已進(jìn)入正樣最后階段,在確保質(zhì)量前提下,將力爭(zhēng)在今年 11 月?lián)駲C(jī)發(fā)射。”袁為民告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
作為SMILE的首席科學(xué)家,王赤介紹,SMILE將首次實(shí)現(xiàn)對(duì)地球磁層的全景X射線成像和高精度的日側(cè)極光探測(cè),揭示太陽(yáng)風(fēng)-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(cè)試及總結(jié)評(píng)審,今年1月16日,衛(wèi)星初樣研制總結(jié)暨正樣設(shè)計(jì)評(píng)審,計(jì)劃在2023年完成任務(wù)級(jí)初樣研制總結(jié)暨正樣設(shè)計(jì)評(píng)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(xué)的發(fā)展離不開頂層規(guī)劃”
“空間科學(xué)任務(wù)日益成為航天國(guó)家發(fā)展的新抓手。”王赤說(shuō),從國(guó)際發(fā)展情況看,空間科學(xué)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(jiǎng)獲得者到卓越工程師的人才隊(duì)伍,也催生出諸多國(guó)際頂級(jí)的科研機(jī)構(gòu)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止到2022年,空間科學(xué)衛(wèi)星的總數(shù)量全世界大概是900顆,其中,美國(guó)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(guó)、印度一樣,都只有14顆。
與世界空間科學(xué)大國(guó)相比,我國(guó)空間科學(xué)衛(wèi)星數(shù)量較少,整體水平不高,缺乏重大標(biāo)志性原創(chuàng)科學(xué)成果,總體還處于起步階段。
“空間科學(xué)的發(fā)展離不開頂層規(guī)劃。”王赤說(shuō),從1964年至2022年,美國(guó)發(fā)布了14個(gè)空間科學(xué)“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(yuǎn)航2050”四版中長(zhǎng)期規(guī)劃。
他認(rèn)為,通過(guò)這些規(guī)劃,歐美實(shí)現(xiàn)了空間科學(xué)的規(guī);、持續(xù)化發(fā)展,同時(shí)也對(duì)其他國(guó)家航天活動(dòng)的布局產(chǎn)生了重要影響。我國(guó)空間科學(xué)躋身國(guó)際前列任重道遠(yuǎn),須盡快出臺(tái)首個(gè)國(guó)家空間科學(xué)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,瞄準(zhǔn)世界空間科學(xué)制高點(diǎn)和國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,堅(jiān)持重大科學(xué)問題牽引和重大原創(chuàng)突破導(dǎo)向,支撐我國(guó)不斷取得具有重大國(guó)際影響力的突破性發(fā)現(xiàn)和標(biāo)志性原創(chuàng)成果,帶動(dòng)空間技術(shù)創(chuàng)新突破。
“加快實(shí)施系列標(biāo)志性的空間科學(xué)任務(wù)”
“未來(lái),中國(guó)空間科學(xué)的發(fā)展要與建設(shè)中國(guó)式現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的國(guó)家目標(biāo)相匹配,空間科學(xué)不應(yīng)該成為短板。”王赤認(rèn)為,加快建設(shè)航天強(qiáng)國(guó),首先需要研判世界空間科學(xué)的前沿問題,目前,世界空間科學(xué)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(yùn)動(dòng)規(guī)律。“兩暗”即暗物質(zhì)、暗能量。“三起源”即宇宙起源、太陽(yáng)系起源、生命起源。“五表征”即探尋地球系統(tǒng)、地月空間、太陽(yáng)系和系外世界的特征和運(yùn)行規(guī)律,以及太空環(huán)境中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和生命活動(dòng)規(guī)律。
據(jù)悉,我國(guó)空間科學(xué)界立足國(guó)情,結(jié)合我國(guó)優(yōu)勢(shì)學(xué)科領(lǐng)域、人才隊(duì)伍狀況及工程技術(shù)基礎(chǔ),已將我國(guó)有望取得突破的科學(xué)主題聚焦到極端宇宙、時(shí)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(shí)空漣漪,即探測(cè)中低頻引力波、原初引力波,揭示引力與時(shí)空本質(zhì);日地全景,即探索地球、太陽(yáng)和日球?qū)樱沂救盏貜?fù)雜系統(tǒng)、太陽(yáng)-太陽(yáng)系整體聯(lián)系的物理過(guò)程與規(guī)律;宜居行星,即探索太陽(yáng)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(yùn)動(dòng)和生命活動(dòng)規(guī)律,深化對(duì)量子力學(xué)與廣義相對(duì)論等基礎(chǔ)物理的認(rèn)知。
“我國(guó)需要加速空間科學(xué)發(fā)展,加快建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)。”王赤說(shuō),“空間科學(xué)任務(wù)周期長(zhǎng)、影響大,具有重大戰(zhàn)略意義,要加快規(guī)劃論證實(shí)施系列標(biāo)志性的空間科學(xué)任務(wù),持續(xù)產(chǎn)出更新人類知識(shí)圖譜的新發(fā)現(xiàn),使發(fā)達(dá)的空間科學(xué)成為‘加快建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)’和‘集聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)’的交叉點(diǎn)、切入點(diǎn)和發(fā)力點(diǎn)。”
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