空间科学的交叉学科价值与带动作用 - 空间科学是交叉学科，过去几十年极大促进了天文学、物理学、化学、生物学等多个学科的发展[2] - 卫星平台能到达距地球表面几百公里的高度，观测到地面因大气阻挡而看不见的许多不同波段物理过程和现象[2] - 太空提供了独特实验环境，对基础研究意义重大，同时风云系列卫星提升了天气预报精度并在防灾减灾、应对气候变化中发挥重要作用，北斗卫星为导航提供核心时空信息[3] - 空间科学领域的革命性工作拓宽了人类认知边界，带动高精尖技术发展，并具有重要科普价值，能激发年轻一代投入科学研究[3] 地外生命探索的现状与计划 - 生命存在需具备水或类似液体、能量和构成生命的有机质三要素，目前认知中太阳系仅地球存在生命，月球已基本肯定无生命[3] - 火星是太阳系内寻找潜在生命痕迹的重要目标，美国火星探测计划与中国天问3号火星采样返回计划均以此为目的，木卫二、土卫二、土卫六等也是寻找目标[4] - 寻找太阳系外宜居星球需定位处于宜居带、质量体积与地球近似、拥有液态水、大气和地磁场的类地行星[4] - 实地考察系外行星极其困难，因最近恒星距地球4.2光年，当前主要通过遥感手段寻找，如开普勒计划已发现6000多颗系外行星但尚未找到宜居行星[5] - 中国科学院牵头“地球2.0”科学卫星项目，旨在寻找第二个地球，未来将先定位宜居系外行星，再遥感探测其大气中氧气、二氧化碳等可能表征生命的气体[5] 太空活动增长带来的挑战与治理 - 在轨卫星、火箭残骸、报废卫星解体形成的空间碎片可能影响航天发射和地面天文观测，随着卫星发射增多，“太空交通”治理和碎片监测清除日益紧迫[7] - 初步应对方案包括要求卫星使命结束后自主坠入大气层销毁，以及发展空间碎片清除技术[7] - 太空治理问题尚未达成广泛国际共识，现有计划不成熟且不成规模，需要全球共同努力[7] 中国空间科学的发展现状与规划 - 中国空间科学起步晚但起点高，目前呈现集群式、爆发式发展态势，在多个领域处于国际领先或先进行列[8] - 2024年，中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》，为国家层面长远发展提供底层谋划[8] - 预计在“十五五”期间及未来很长时间，中国空间科学将驶入快车道，其成果有望成为2035年建成科技强国的标志性成就[8] “十五五”期间中国空间科学重点任务 - “十五五”期间将发射四颗科学卫星，实施“太空探源”计划，聚焦宇宙、空间天气、生命起源等重大前沿问题[9] - “鸿蒙计划”由“1+9”颗卫星组成低频射电望远镜阵列，旨在聆听宇宙“婴儿时期”信号[9][10] - 太阳极轨探测器“夸父二号”将绕行太阳极区上空监测太阳活动[10] - 系外地球巡天卫星即“地球2.0”计划，用于寻找系外宜居行星[10] - 增强型X射线时变与偏振空间天文台用于观测黑洞、中子星等天体，探索极端物理规律[10] - 2024年将发射嫦娥七号，探测月球南极物质、环境及内部结构，寻找水分子存在证据[10] - 2030年前，中国计划将航天员送上月球[10] - 天问3号计划实施火星采样返回，检测火壤中是否存在生命痕迹[10] 子午工程及其升级与国际拓展 - 子午工程是中国空间天气和空间环境领域的首个国家重大科技基础设施，利用地基设备监测空间环境变化，为卫星、通信、导航、载人航天等安全运行提供保障[10] - 一期工程沿东经120°子午线部署10个综合性台站，沿北纬30°部署5个台站[11] - 二期工程新增“太阳—行星际圈层”探测，并在东经100°和北纬40°沿线布设新台站，共建成31个台站，全球首次实现从太阳到地球空间的端到端连续监测及多圈层立体探测[11] - 基于子午工程，中国科学家倡议并推动国际子午圈大科学计划，构建沿东经120°至西经60°的全球监测链，并增设东经30°欧非链，以形成“日不落”观测体系持续监测太阳，并将区域性变化与全球变化联系起来[11][12] - 该计划集成多种探测手段，可对地球空间不同圈层和参数进行监测，结合地球自转，相当于每12小时对地球空间环境进行一次CT扫描[12] - 中国牵头能力基于其独有的、国际上探测能力最强、覆盖范围与层次最广的子午工程监测网，以及注重国际合作的长期基础[13] - 该计划在2025年成都“一带一路”科技交流大会上正式发起，已获得近30个国际研究机构和20多个国际组织支持，例如在巴西成立了中巴空间天气联合实验室作为先行试点，并计划成立“国际子午圈大科学计划国际组织”以统筹协同监测、数据共享等四大任务[14]