顾逸东：人类的空间活动与空间科学_应用

作者：admin浏览数：2020-06-14 07:53:38

空间科学是以空间飞行器为主要工作平台，研究发生在地球、日地空间、太阳系乃至整个宇宙的物理、化学和生命等自然现象及其规律的科学。空间科学包括太阳物理学、空间物理学、空间天文学、月球与行星科学、空间地球科学、空间生命科学、微重力科学等分支领域。

1957年第一颗人造地球卫星发射成功以来，人类开展了大规模的空间活动，共发射了6000多颗卫星和深空探测器及300多艘（次）载人航天器，其中约900颗卫星和深空探测器用于科学研究。进入太空开展科学研究，突破性地拓展了人类视野和活动疆域，开创了地面无法实现或受限的全新实验方法，革命性的发现源源不断，取得了辉煌成就，极大地丰富了人类知识，深刻地改变了人类的自然观和宇宙观，为当代科学技术发展做出了重大贡献。

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空间时代的大科学

1957年10月4日，苏联成功发射了第一颗人造卫星，标志着人类进入空间时代。60多年来，人类开展了大规模的空间活动，共发射了6000多颗卫星和深空探测器、300多艘（次）载人航天器。人类登上了月球，建造了空间站。各种功能的卫星遍布地球低、中、高（地球同步）轨道，深空探测足迹遍及太阳系所有行星，观测视野直达可见宇宙的边缘。人类的空间活动深刻地改变了社会面貌和人类认知，成为当代科技进步和社会发展的显著标记。

在人类空间活动中，科学探索和研究不断拓展领域，不断取得重大成就，与天文学、地球科学、物理学、生命科学等当代基础科学的关联越发紧密，得到各空间科学大国的高度重视，并在空间计划中给予长期稳定的支持，形成了较完整的基于空间任务的基础科学研究领域——空间科学。空间科学不是一般意义上的一门独立学科，而是在人类进入空间时代后发展起来、主要利用空间飞行器开展研究的多个科学领域的总称。

据不完全统计，已经发射的专门或主要用于科学研究的卫星和深空探测器有900多颗，约占总数的15%，投入约占各国政府航天预算的20%。许多科学卫星和深空探测活动规模巨大、技术复杂，建造的多个空间实验室和空间站成为综合性的空间研究设施，实施了上百个大型空间科学研究计划，开展了6000多项空间科学实验研究。从科学研究的角度看，与地面上建造的宏大的基础科学研究设施相比，空间科学活动无论是规模、造价还是科学成就都毫不逊色，堪称空间时代的大科学，对当代科学技术的整体发展做出了不可替代的重大贡献。

空间科学、空间技术和空间应用

空间科技领域（我国通常称为航天领域）主要包括空间科学、空间技术和空间应用三个作用不同而又密切关联的部分。

空间科学

空间科学是以空间飞行器为主要工作平台，研究发生在地球、日地空间、太阳系乃至整个宇宙的物理、化学和生命等自然现象及其规律的科学。空间科学发展到今天，已经是包括空间物理学、太阳物理学、空间天文学、月球与行星科学、空间地球科学、空间生命科学、微重力科学等分支领域的综合性科学。空间科学涉及太阳系乃至宇宙的起源演化、物质结构、生命起源、人类生存环境等基本和重大基础前沿科学问题，也包括在空间特殊或极端条件下关于物质运动和生命活动规律的基础科学与应用研究，是人类认识自然并获取新知识的重要源泉之一。

空间技术

空间技术即航天技术，是探索、开发和利用空间的综合性工程技术体系，包括航天运载器（运载火箭、航天飞机等）、空间飞行器（人造卫星、深空探测器、载人飞船、空间站等），以及航天发射场、测控通信系统等设施。几十年来，空间技术的发展日新月异，创造了人类历史上一个又一个激动人心的工程技术奇迹，是空间科学与应用的基础和保障。

空间应用

空间应用指服务于经济社会发展和军事用途的空间与地面设施及相关活动，包括各种应用卫星（及开展应用的有效载荷）和相应地面应用系统。应用卫星有通信卫星、广播卫星、中继卫星、导航卫星，以及多种对地观测卫星，如气象卫星、海洋卫星、资源卫星、环境卫星、测绘卫星、军事侦察卫星、预警卫星等。当今空间应用越来越深入地渗透到经济、社会、公众生活和军事活动各个方面，成为社会发展和军事斗争不可或缺的基础设施。空间应用也包括未来可能实现的直接开发利用空间能源和物质资源等活动。

空间科学、空间技术和空间应用具有密切的内在联系，并相互促进、相互渗透。一方面，空间技术催生出具有重大影响的空间科学，创建了具有巨大效益的空间应用产业，空间技术的进步有力地保障了空间科学和空间应用，并不断拓展其深度和广度；另一方面，从根本上讲，空间科学和空间应用是空间活动的主要目的，人类探究太空奥秘的渴望及人类进入太空后出乎意料的巨大科学应用和军事收益，成为推动空间技术持续发展的不竭动力。此外，空间科学对推动空间技术的发展有特殊作用，其不断超越前人和挑战极限的内在需求有力地牵引着空间技术向更高水平发展，促进尖端探测技术进步，不断创造最新方法，是航天核心技术发展的强劲动力，也是空间应用的先导和基础。同时，空间应用中提出的科学问题和采用的先进技术也促进了空间科学的发展。

空间科学的作用

空间科学的主要作用是利用其独特优势发现新现象、探索科学规律。进入太空开展科学研究，冲破了地球大气屏障，直接面对或深入广袤无垠的宇宙，突破性地拓展了人类的视野和活动疆域，另辟蹊径地开创了地面无法进行或受限的全新实验方法，成为全新的当代科学研究的主要途径之一。空间科学以前所未有的崭新手段和强大能力开展研究，取得了重大成就，在许多领域中的科学发现犹如井喷，革命性的发现源源不断，极大地丰富了人类的知识，深刻地改变了人类的自然观和宇宙观，为当代科学技术的整体发展做出了巨大贡献。

空间科学涉及当代基础科学的许多前沿领域，不断涌现出新的重大科学挑战，是充满新发现机遇的突破口，成为当代自然科学许多领域的探路者和探索发现的先锋。

当今，空间科学、空间技术和空间应用组成了航天领域的三大支柱。由于空间科学独特的作用，空间科学的探索和研究高潮迭起，其成果产出源源不断，成为推动空间技术发展的活跃力量，在航天领域中占有重要和特殊的地位。

空间科学的分支领域划分

本书从空间任务与各相关学科结合的角度研究空间科学及其发展战略，将空间科学划分为太阳物理和空间物理学、空间天文学、月球与行星科学、空间地球科学、空间生命科学、微重力科学等分支领域或学科。

本文摘编自《中国学科发展战略·空间科学》，内容有删减，标题为编辑所加。

国家自然科学基金委员会与中国科学院联合资助的学科发展战略研究系列报告，针对重要前沿领域的交叉学科和新的学科生长点，分析学科特点、研究现状与发展态势，指出关键科学问题、发展目标与重要研究方向，提出有利于学科发展的资助机制与政策建议。研究报告对广大科技工作者和相关领域管理决策者具有重要参考价值，也是社会公众了解我国学科发展态势的重要读本。