空间科学先导专项已完成的卫星任务与成果 - 专项自2011年启动以来已完成8项科学卫星任务，包括“悟空”、“实践十号”、“墨子号”、“慧眼”、“太极一号”、“怀柔一号”、“夸父一号”和“天关”，在不同领域实现了“中国第一”乃至“世界首次”的突破 [4][5] - “悟空”是我国首颗暗物质粒子探测卫星，于2015年12月17日发射，基于前8年数据在国际上首次获得了TeV/n能区最精确的次级宇宙线硼核能谱 [5] - “慧眼”是我国首颗X射线天文卫星，于2017年6月15日发射，运行以来在黑洞吸积爆发、中子星表面核燃烧、最亮伽马射线暴最小光变时标等方面取得系列成果 [6] - “怀柔一号”于2020年12月10日发射，在2025年发现致密星并合产生的伽马暴中存在新子类型，揭示了全新的磁陀星爆发模式，并发现一组独特的周期性粒子沉降事件 [6] - “夸父一号”是我国首颗综合性太阳探测专用卫星，于2022年10月9日发射，2025年发现高能C级耀斑与日冕物质抛射的关联率远低于基于以往结果和传统模型的预期值 [7] - “天关”是我国首颗大视场X射线天文卫星，于2024年1月9日发射，目前已探测到165例高显著性X射线暂现源，并发现新型的宇宙X射线“慢镜头”爆发暂现源及银河系内X射线暗弱爆发 [7] “十五五”时期太空探源科学卫星计划 - “十五五”时期将组织实施太空探源科学卫星计划，包含“鸿蒙计划”、“夸父二号”、系外地球巡天卫星、增强型X射线时变与偏振空间天文台4项任务 [3] - “鸿蒙计划”由10颗卫星组成低频射电望远镜阵列，将飞往月球背面，旨在探测宇宙大爆炸后第一颗恒星出现前的信号 [8] - “夸父二号”将绕行太阳极区上空，探索太阳磁场活动并预知太阳风暴 [8] - 系外地球巡天卫星旨在寻找和地球大小相近、处在宜居带的“地球2.0” [9] - 增强型X射线时变与偏振空间天文台将观测黑洞视界边缘、中子星表面等“极端禁区”，研究极端物理规律 [9] 空间科学专项的整体进展与影响 - 专项实施15年来，科学研究向“四极”方向拓展深化：极宏观方面绘制出中国自主设备观测的首张X射线全天天图；极微观方面获得最精确的宇宙射线电子、质子、氦核和硼核能谱精细结构；极端条件方面首次直接测量到宇宙最强磁场并探测到距离黑洞最近的高速喷流；极综合交叉方面实现了科学、技术、工程的高度融合发展 [10] - 专项带动了尖端有效载荷和卫星平台技术的跨越式发展，突破了星地光路对准等关键技术，建成国内首个国际水准的X射线标定束线，研制出国际上领先1—2个数量级的大视场、高灵敏度龙虾眼X射线望远镜，实现了卫星平台与载荷的一体化设计 [10] - 专项积极开展全方位、多层次的国际合作，例如“微笑”卫星是中国科学院和欧洲空间局首次任务级全方位、全周期深度合作项目；“天关”卫星由中方主导，欧空局、德国马普研究所和法国宇航局共同参与 [11] - 中国空间科学正实现从“跟跑”到“并跑”，再向部分领域“领跑”的跨越，空间科学卫星集群成为人类探索未知宇宙的重要力量 [11]

空间科学先导专项已取得的成果 - 专项自2011年启动以来，已完成“悟空”、“实践十号”、“墨子号”、“慧眼”、“太极一号”、“怀柔一号”、“夸父一号”和“天关”共8项科学卫星任务，在不同领域实现了“中国第一”乃至“世界首次”的突破 [3] - “悟空”号暗物质粒子探测卫星于2015年12月17日发射，基于前8年数据，在国际上首次获得了TeV/n能区最精确的次级宇宙线硼核能谱 [4] - “慧眼”号X射线天文卫星于2017年6月15日发射，运行以来取得了包括银河系内黑洞吸积爆发耀发机制、吸积毫秒脉冲星的辐射机制和表面磁场、中子星表面核燃烧的点火位置、最亮伽马射线暴的最小光变时标等一系列成果 [5] - “怀柔一号”卫星于2020年12月10日发射，在2025年发现致密星并合产生的伽马暴中存在新的子类型，揭示了全新的磁陀星爆发模式，并发现一组独特的周期性粒子沉降事件 [6] - “夸父一号”太阳探测卫星于2022年10月9日发射，2025年发现高能C级耀斑与日冕物质抛射的关联率远低于基于以往结果和传统模型的预期值 [7] - “天关”号大视场X射线天文卫星于2024年1月9日发射，目前已探测到165例高显著性X射线暂现源，并发现新型的宇宙X射线“慢镜头”爆发暂现源及银河系内X射线暗弱爆发 [7] “十五五”时期太空探源科学卫星计划 - “十五五”时期，中国科学院国家空间科学中心将组织实施太空探源科学卫星计划，包含“鸿蒙计划”、“夸父二号”、系外地球巡天卫星、增强型X射线时变与偏振空间天文台4项任务 [2] - “鸿蒙计划”由10颗卫星组成低频射电望远镜阵列，将飞往月球背面，旨在探测宇宙大爆炸后第一颗恒星出现前的信号 [9] - “夸父二号”将绕行太阳极区上空，探索太阳磁场活动与太阳风暴 [9] - 系外地球巡天卫星的任务是寻找和地球大小相近、处在宜居带的系外类地行星 [9] - 增强型X射线时变与偏振空间天文台将观测黑洞视界边缘、中子星表面等极端环境，研究极端物理规律 [9] 空间科学发展的综合影响 - 专项实施15年来，推动科学研究向“四极”方向拓展：在极宏观方面绘制出中国自主研制设备观测到的首张X射线全天天图；极微观方面获得世界上最精确的宇宙射线电子、质子、氦核和硼核能谱精细结构；极端条件方面首次直接测量到宇宙最强磁场并探测到距离黑洞最近的高速喷流；极综合交叉方面实现了科学、技术、工程的高度融合发展 [10] - 专项带动了尖端有效载荷和卫星平台技术的跨越式发展，包括突破星地光路对准等关键技术，建成国内首个国际水准的X射线标定束线，研制出国际上领先1—2个数量级的大视场、高灵敏度龙虾眼X射线望远镜，实现了卫星平台与载荷的一体化设计 [10] - 专项积极开展全方位、多层次的国际合作，例如“微笑”卫星是中国科学院和欧洲空间局首次任务级全方位、全周期的深度合作项目；“天关”卫星由中方主导，欧空局、德国马普研究所和法国宇航局共同参与，通过组建国际科学团队和推动数据共享提升国际影响力与效益 [10]

中国空间科学先导专项“十五五”规划 - “十五五”期间将发射四颗科学卫星，聚焦宇宙起源、空间天气起源、生命起源等重大前沿问题 [1] - 组织实施包含“鸿蒙计划”、“夸父二号”、系外地球巡天、增强型X射线时变与偏振空间天文台在内的太空探源科学卫星计划 [1] - 力争在宇宙黑暗时代、太阳磁活动周、系外类地行星探测等领域实现新突破 [1] 鸿蒙计划（宇宙黑暗时代探测） - 由10颗卫星组成的低频射电望远镜阵列，将集体飞往月球背面 [1] - 月球背面能屏蔽所有地球和太阳的噪音，可捕捉来自宇宙深处的微弱信号 [1] - 旨在揭开宇宙大爆炸后、第一颗恒星出现之前持续几亿年混沌时光的奥秘 [1] 夸父二号（太阳磁活动探测） - 将在国际上首次绕行到太阳极区上空，直接凝视太阳的“北极”与“南极” [1] - 太阳极区隐藏着太阳磁场活动的终极秘密，有助于更早预知太阳风暴的来袭 [1] - 深化对人类生存的地球与太阳关系的理解 [1] 系外地球巡天卫星（类地行星探测） - 专门寻找和地球差不多大小、处在宜居带的“地球2.0” [2] - 旨在回答地球是否孤独及宇宙中是否存在其他宜居星球的问题 [2] - 未来可能为人类指认一颗梦寐以求的第二家园 [2] 增强型X射线时变与偏振空间天文台（eXTP） - 飞行在地球大气层之外的空间天文台，使命是观测宇宙中的“极端禁区” [2] - 观测目标包括黑洞视界边缘、中子星炽热表面等引力极强、磁场强度高达地球万亿倍的区域 [2] - 像顶级物理学家深入极限实验室，检验爱因斯坦预言、探寻物理学疆界，完成地球上无法实现的宇宙级实验 [2]

中国“十五五”太空探源科学卫星计划核心观点 - 中国计划在“十五五”期间发射四颗科学卫星，旨在探索宇宙起源、生命起源及黑洞等终极科学问题 [1] - 该系列卫星将覆盖从宇宙早期到系外生命搜寻等多个前沿科学领域，提升中国在基础科学研究领域的国际地位 [1][2] 鸿蒙计划卫星 - 由10颗卫星组成低频射电望远镜阵列，部署于月球背面以屏蔽地球和太阳噪音干扰 [1] - 主要科学目标是探测宇宙大爆炸后几亿年内第一颗恒星出现之前的信号，揭示宇宙早期演化奥秘 [1] 夸父二号卫星 - 计划在国际上首次实现绕行太阳极区上空，直接观测太阳的北极和南极区域 [1] - 聚焦于太阳磁场活动研究，旨在提升对太阳风暴的预测能力，深化对日地关系的理解 [1] 系外地球巡天卫星 - 专门用于搜寻宇宙中与地球大小相似且位于宜居带的系外行星，即寻找“地球2.0” [1] - 长期目标是为人类寻找潜在的第二家园，解答地球在宇宙中是否孤独的问题 [1] eXTP空间天文台 - 作为飞行于地球大气层外的空间天文台，致力于观测黑洞视界边缘、中子星等宇宙极端环境 [2] - 将在超强引力（可撕裂时空）和超强磁场（达地球万亿倍）条件下检验爱因斯坦理论，拓展物理学边界 [2]

研究核心突破 - 英国伦敦大学学院团队在《自然》杂志发表突破性研究成果，首次成功在模拟早期地球环境中实现RNA与氨基酸在无酶条件下的化学连接[1] - 该成果解决了自20世纪70年代以来一直困扰科学界的难题，为生命起源中"蛋白质如何合成"的关键问题提供了全新思路[1] 研究背景与意义 - 研究旨在解答"分子如何迈出通向生命的第一步"，核心挑战在于解释从无生命化学物质到有生命生物系统的过渡[2][6] - 现有生命体中，RNA与氨基酸连接需酶催化，而酶本身是蛋白质，构成"先有鸡还是先有蛋"的经典悖论[3] - 此次研究证明在生命出现前，无需复杂酶，RNA和氨基酸可在早期地球环境下自发连接，为过渡过程提供合理化学基础[3][6] 研究方法与过程 - 团队采用温和方法，用硫酯激活氨基酸，使其在模拟早期地球环境的中性水中能自发连接到RNA上[4] - 该反应具有高度选择性，能将氨基酸精准连接到RNA分子特定部位，避免氨基酸间随意反应[4] - 因反应规模极小，研究团队通过磁共振成像技术和质谱分析技术等多种分子结构探测技术进行追踪[4] 理论融合与启示 - 研究巧妙融合"RNA世界"和"硫酯世界"两大主流生命起源理论，利用硫酯作为激活氨基酸的动力源实现与RNA连接[6] - 表明生命起源可能并非单一"起点"，而是新陈代谢系统与遗传系统通过简单化学反应协同演化而成[6] - 反应可能发生在早期地球湖泊或小水池中而非广阔海洋，为寻找生命起源"摇篮"提供更具体方向[5] 应用前景与未来方向 - 研究成果未来或可应用于人工生命系统构建、原位蛋白质合成以及新型药物精准递送等领域[7] - 下一步研究将探究RNA序列如何优先结合特定氨基酸以启动遗传密码的起源[7] - 启示深入研究细胞化学微环境动态变化规律，研发精准调控技术，为疾病防控提供新策略[7] - 该领域持续吸引全球关注，如谷歌Deepmind等机构采用AI驱动从头蛋白质设计，为治疗癌症等疾病提供新思路[8]

研究突破 - 伦敦大学学院团队在《自然》杂志发表突破性研究成果，首次成功实现RNA与氨基酸在无酶条件下的化学连接[4] - 该成果解决了自20世纪70年代以来一直困扰科学界的难题，为理解生命起源中蛋白质如何合成的关键问题提供了全新思路[4][5] 科学背景与意义 - 研究旨在解答生命起源的核心悖论：在现有生命体中，蛋白质合成需要酶催化，而酶本身是蛋白质，其合成信息又存储在核酸中[6] - 此次发现证明，在生命出现前，无需复杂酶参与，RNA和氨基酸可在早期地球环境下自发连接，为分子迈出通向生命的第一步提供了关键线索[6] 研究方法与机理 - 团队采用温和方法，使用硫酯激活氨基酸，使其在模拟早期地球环境的中性水中能自发连接到RNA上[7] - 该反应具有高度选择性，能将氨基酸精准连接到RNA分子特定部位，避免了氨基酸间的随意反应[7] - 反应规模极小，研究团队通过磁共振成像技术和质谱分析技术等多种分子结构探测技术进行追踪[7] 理论融合与启示 - 该研究巧妙融合了生命起源研究中的“RNA世界”和“硫酯世界”两大主流理论[8] - 研究表明生命起源可能并非单一起点，而是新陈代谢系统与遗传系统从一开始就通过简单化学反应协同演化而成[8][9] - 该发现有助于缩小化学进化与生物进化之间的鸿沟，并为地外生命存在的可能性提供了新的思考角度[9] 应用前景与未来方向 - 研究成果未来或可应用于人工生命系统构建、原位蛋白质合成以及新型药物精准递送等领域[10] - 研究启示，细胞内化学微环境的失衡可能是导致疾病的重要因素，深入研究其动态变化可为疾病防控提供新策略[10] - 谷歌Deepmind等多家机构采用AI驱动的从头蛋白质设计，从零开始设计自然界不存在的蛋白质，为治疗癌症、自身免疫疾病等提供新思路[11]

研究核心观点 - 伦敦大学学院研究团队在《自然》杂志发表突破性成果，首次在无酶条件下成功实现RNA与氨基酸的化学连接，为解答生命起源中"蛋白质如何合成"的关键问题提供了全新思路[1] - 该研究巧妙融合了"RNA世界"和"硫酯世界"两大主流生命起源理论，利用硫酯激活氨基酸并与RNA连接，表明新陈代谢系统与遗传系统可能从一开始就协同演化[4][6] - 研究成果有助于缩小化学进化与生物进化之间的鸿沟，为从无生命化学物质过渡到有生命生物系统提供了合理的化学基础，并对地外生命存在可能性提供了新思考角度[6] 研究背景与意义 - 生命起源与演化研究是全球科学家持续探索的重大课题，呈现多学科交叉融合特点，主要存在深海热液生命起源假说和陆地热泉环境假说[1] - 2024年11月由中国科学家领衔的国际团队发现，地球最早期陆地热泉环境中铁硫化物可通过光热催化还原二氧化碳产生甲醇，为生命起源关键代谢途径提供物质基础[1] - 理解RNA与氨基酸结合对于理解生命起源和蛋白质合成机制具有关键意义，其核心挑战是解释"先有鸡还是先有蛋"的经典悖论：没有核酸无法编码合成蛋白质，但没有蛋白质酶核酸的复制和翻译又无法进行[3] 研究方法与发现 - 研究团队采用温和方法，用硫酯来激活氨基酸，氨基酸与含硫化合物"泛硫乙胺"反应后变成硫酯形式，在模拟早期地球环境的中性水中能自发连接到RNA上[4] - 该反应具有高度选择性，能将氨基酸精准连接到RNA分子特定部位，避免了氨基酸之间的随意反应，这对于形成有功能短肽至关重要[4] - 由于反应规模极小，研究团队通过磁共振成像技术和质谱分析技术等多种分子结构探测技术对其进行追踪[4] - 研究认为该反应很可能发生在早期地球的湖泊或小水池中，而不是广阔的海洋中，因为海洋化学物质浓度过低不利于反应发生[5] 未来研究方向与应用 - 下一步研究团队将探究RNA序列如何优先结合特定氨基酸，从而启动编码蛋白质合成的指令，即遗传密码的起源[7] - 掌握温和可控的"RNA—蛋白质"化学连接机制，未来或可应用于人工生命系统构建、原位蛋白质合成以及新型药物精准递送等领域[7] - 谷歌Deepmind等多家机构采用AI驱动的从头蛋白质设计，从零开始设计自然界不存在的蛋白质，创造新型酶、生物传感器、治疗蛋白等，为治疗癌症、自身免疫疾病等提供新思路[8] - 研究成果启示深入研究细胞化学微环境动态变化规律，研发精准调控技术，可以为疾病防控提供新策略[7]

任务背景 - 美国“毅力”号火星车于2021年2月降落在杰泽罗陨石坑，其明确任务是寻找火星是否曾孕育过生命的线索 [1] - 选择杰泽罗陨石坑作为登陆点是因为卫星图像此前揭示该地曾有一条河流冲破坑壁，形成壮丽的三角洲 [1] 科学发现 - 近期《自然》杂志刊登了由美国石溪大学科学家主导的研究，主角是一组名为“光明天使”的泥岩层 [1] - 通过“毅力”号的岩石扫描数据，科学家发现“光明天使”泥岩层中散布着微小的富含磷酸铁和硫化铁的矿物聚集物 [1] - 这些矿物与有机碳的分布高度重合，在岩石中形成一幅隐形的生命地图 [1] - 这些矿物形成于沉积之后的低温环境，更可能是在水的作用下经过缓慢的化学反应逐渐沉淀而成，类似于地球湖泊或沼泽中微生物活动留下的痕迹 [2] - 在地球上，磷酸铁和有机碳的共存常常与微生物代谢有关，因此该矿物组合是一个强有力的潜在生物标志物候选者 [2] 研究方法与后续计划 - 科学家保持谨慎，认为这些矿物也可能是纯粹的化学反应产物，例如水与岩石长期作用或陨石撞击所致 [2] - “毅力”号已从该区域采集了多个岩心样本，并将它们密封在钛合金管中 [2] - 未来的火星任务计划将这些样本带回地球，以便用先进的实验室设备逐层剖析其化学结构，寻找更确凿的生命痕迹 [2]

研究突破 - 首次实现RNA与氨基酸在中性水溶液环境下的化学连接 解决了自20世纪70年代以来的科学难题 [1] - 该反应具有自发性和选择性 可能在40亿年前的原始地球池塘或湖泊中自然发生 [1] - 研究通过引入硫酯作为活化中间体 克服了过去高反应性分子在水中不稳定的技术障碍 [2] 机制创新 - 借鉴生物学机制使用含硫化合物泛硫胺生成硫酯 该物质已被证实可在早期地球条件下合成 [2] - 硫酯作为高能化合物在许多生化过程中起重要作用 被认为在生命起源中扮演关键角色 [2] - 新方法避免了氨基酸彼此结合的问题 实现了氨基酸与RNA的特异性连接 [2] 理论意义 - 研究成功将"RNA世界"假说与"硫酯世界"假说相结合 为生命起源提供了新的统一框架 [2] - 为解答生命起源中"蛋白质如何合成"的关键问题提供了实质性化学证据 [1] - 揭示了遗传密码起源的可能反应路径 团队下一步将探索RNA与特定氨基酸的优先结合机制 [2]

核心发现 - 英国卡迪夫大学团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜对蝴蝶星云进行观测 揭示了其核心区域复杂的宇宙尘埃结构[1] - 蝴蝶星云位于天蝎座 距离地球约3400光年 属于双极星云 具有两个气体叶片构成的翅膀和环状致密尘带形成的身体[1] - 环状尘带由晶体硅酸盐如石英以及不规则形态的尘粒构成 尘粒大小约为百万分之一米 以宇宙尘埃标准属于较大尺寸 表明经历了长时间生长过程[1] 恒星特征 - 环状致密尘带遮蔽了星云中心恒星 该恒星是类似太阳恒星遗留下来的古老核心 为星云提供能量使其发光[1] - 中心恒星温度高达22万开尔文 是银河系中已知最炽热的行星状星云中心恒星之一[1] 尘埃组成 - 星云中同时存在相对平静环境下形成的冷晶体和剧烈环境下形成的无定形尘埃 为理解行星基本材料聚集提供了关键证据[1] - 观测发现碳基分子多环芳香烃 可能与生命化学成分相关 为行星和生命起源研究打开了新窗口[2] 研究意义 - 研究成果为研究地球及其他岩质行星的起源提供了重要参考[1] - 相关论文于8月26日发表于《皇家天文学会月刊》[1]