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]

原始创新与基础研究突破 - 中国科学院物理研究所团队在国际上首次实现大面积二维金属材料制备，创造出单原子层超薄金属，厚度仅为头发丝直径的二十万分之一，相关成果入选《物理世界》“2025年度十大科学突破” [3] - 多个科研团队利用嫦娥六号采回的月球背面样品取得4项最新研究成果，首次揭示月背岩浆活动、月球古磁场、月幔水含量及月幔演化特征，首次揭开月球背面的演化历史 [4] - 江门中微子实验（JUNO）正式运行并发布首个物理成果，测出中微子振荡的2个关键参数，测量精度较此前国际最高水平提升1.5—1.8倍 [4] 前沿科技与战略制高点 - 国产人工智能大模型DeepSeek在2025年1月火爆出圈，并于9月成为首个通过同行评议的主要大模型，通过算法与工程创新在有限算力下达到顶尖性能，并开放模型架构吸引全球数十万开发者 [7] - 中国科学院与复旦大学附属华山医院团队成功开展中国首例侵入式脑机接口前瞻性临床试验，成为全球第二个进入该技术临床试验阶段的国家，患者植入后经2到3周训练即可通过意念控制电脑 [7][8] - 构建105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，处理特定问题的速度比目前最快的超级计算机快千万亿倍 [8] - 南方科技大学等联合团队在常压环境下实现镍氧化物材料的高温超导电性，为解决高温超导机理提供新突破口 [8] 重大科技设施与工程项目 - 全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，刷新世界纪录，系统国产化率达到100% [9] - 行星探测工程天问二号探测器成功发射，开启中国首次小行星探测与采样返回之旅，将采集小行星2016HO3样品并返回地球 [10] - 神舟二十二号载人飞船成功发射，标志中国载人航天工程首次应急发射任务取得圆满成功 [10] - 全球最大“华龙一号”核电基地——漳州核电2号机组首次并网成功，正式向电网送电 [11] - “蛟龙”号载人潜水器完成中国首次北极冰区载人深潜，并与“奋斗者”号进行水下协同作业 [11] 产业应用与创新动能 - 人工智能创新成果全方位赋能千行百业，例如上海交通大学以国产文心大模型为基础的计算平台提升科研效率，中国中车规模化落地轨道交通无损探伤人工智能解决方案，合肥社区卫生服务中心应用科大讯飞“晓医”全科辅助诊疗系统 [12] - 2025年是人形机器人“破圈”之年，世界机器人大会参展企业数量较2024年增长25%，天工Ultra、宇树H1等机器人参与竞赛，国内多款人形机器人进厂“实训” [13] - 2025年以来，中国批准上市的创新药达到69个，超过了2024年全年的48个，创历史新高 [13] - 新能源汽车产销量稳居世界首位，CR450动车组巩固扩大高铁技术世界领跑优势 [14] - 中国研发经费投入强度接近OECD国家平均水平，高水平国际期刊论文数量、发明专利数量均居世界首位 [15] 整体创新生态与竞争力 - 2025年中国在人工智能、生物医药、机器人等领域涌现一批标志性科技产品，24个全球创新集群入围全球百强 [2] - 以创新为主要引领和支撑的经济体系和发展模式正在形成，科技创新与产业创新加速融合，前沿科技成果正不断转化为新质生产力 [2][15]

项目概况与战略意义 - 子午工程是监测日地空间天气的国家重大科技基础设施，直接影响航天器安全、导航定位及无线电通信等高技术系统稳定运行[1] - 项目全称为“空间环境地基综合监测网”，其名称源于空间天气事件扰动主要沿地球经线（子午线）传播的现象[3] - 子午工程二期于2019年11月开工，2024年3月通过国家验收，标志项目正式建成[1] 技术创新与监测能力 - 项目形成“一链三网四聚焦”的创新监测架构：“一链”指从太阳表面到地球表面的完整观测链；“三网”指沿东经100度、120度和北纬30度、40度“井”字形布局的电磁、中高层大气和电离层监测网；“四聚焦”指极区高纬、北方中纬、海南低纬及青藏高原四个重点区域[1] - 二期工程由31个台站、282台（套）监测设备组成，成为国际上覆盖范围最广、监测要素最全、综合能力最强的空间环境地基综合监测网[4] - 项目已实现从太阳源头到地球空间各圈层的完整监测链，显著缩小太阳风暴到达地球的时间预估误差，误差控制达国际先进水平[5] 研发过程与工程突破 - 建设过程中面临大型设备采购困难及国际技术无先例可循等挑战，团队加大自主研发力度[2] - 通过鼓励团队特别是年轻成员提出优化方案并不断试错修正完成设备建设，例如海南阵列式大口径激光雷达方案从两站式连续发射优化为单台站脉冲式发射，提升了观测便利度和信号接收效果[2] - 在海拔近4000米的四川稻城成功建设由313部天线组成的全球规模最大圆环阵太阳射电成像望远镜，采用先建2单元测试、再拓展至16单元、最终确定313部天线的渐进式建设方法[2] 现有应用与成果 - 项目已应用于航天员出舱前的空间天气预报，避免太阳风暴期间高能粒子对航天员健康的危害[1] - 项目正探索解决太阳风暴导致的导航精度下降及短波通信受影响等问题[1] - 随着一期、二期融合运行，团队正对大型监测设备的数据处理软件进行优化提升[3] 未来发展规划 - 展望“十五五”，项目将推动实施国际子午圈大科学计划，通过国际合作形成服务全球的空间环境地基监测网[3] - 未来计划建立陆地最完整的东经120度至西经60度子午圈监测链，实现对日地空间环境全纬度、全天候的立体观测，为全球应对空间天气灾害及和平利用外层空间提供科学依据[5]

项目概况与建设成就 - 子午工程二期于2019年11月开工，2025年3月通过国家验收，标志着项目正式建成[1] - 项目形成了独特的“一链”“三网”“四聚焦”监测架构，实现对日地空间各个圈层的立体、多要素监测[1] - 项目由中国科学院国家空间科学中心牵头，联合8个部门的15家单位协同攻关，由31个台站、282台（套）监测设备组成[4] - 项目成为目前国际上覆盖范围最广、监测要素最全、综合能力最强的空间环境地基综合监测网[4] 技术突破与自主研发 - 在二期建设中，面对大型设备采购困难和先进技术无国际先例的挑战，团队加大了自主研发力度[2] - 团队通过不断试错和修正完成设备建设，例如在海南成功优化阵列式大口径激光雷达方案，将两站式连续发射改为单台站脉冲式发射[2] - 在海拔近4000米的四川稻城，团队通过先建设2个单元测试，再扩展到16个单元，最终成功建成由313部天线组成的全球规模最大的圆环阵太阳射电成像望远镜[2] 应用场景与业务价值 - 项目已应用于航天员出舱前的空间天气预报，避免太阳风暴期间的高能粒子危害，保障航天员安全[1] - 项目致力于解决太阳风暴导致的导航精度下降和短波通信受影响等问题[1] - 项目实现了从太阳源头到地球空间各圈层的完整监测链，缩小了太阳风暴到达地球的时间预估误差，误差控制达到国际先进水平[4] 未来发展规划 - 随着子午工程一期、二期的融合运行，团队正对大型监测设备的数据处理软件进行优化提升[3] - 展望“十五五”，团队将继续推动实施国际子午圈大科学计划，希望通过国际合作形成服务全球的空间环境地基监测网[3][4] - 未来计划建立陆地最完整的东经120度至西经60度子午圈监测链，实现对日地空间环境全纬度、全天候的立体观测[4][5]

项目概况与战略意义 - 子午工程二期于2019年11月开工，2024年3月通过国家验收，标志着该国家重大科技基础设施正式建成 [2] - 项目全称为“空间环境地基综合监测网”，主要目标是监测日地空间环境变化，为空间天气研究和实时预报提供支撑 [4] - 项目名称源于空间天气事件扰动主要沿地球经线（子午线）传播的现象 [4] 技术架构与监测能力 - 形成独一无二的“一链三网四聚焦”创新监测架构 [2] - “一链”指从太阳表面到地球表面的完整观测链 [2] - “三网”指电磁、中高层大气和电离层监测网沿东经100度、120度和北纬30度、40度呈“井”字形布局 [2] - “四聚焦”指聚焦极区高纬、北方中纬、海南低纬及青藏高原4个重点区域，实现对日地空间各圈层的立体、多要素监测 [2] - 由31个台站、282台（套）监测设备组成，成为国际上覆盖范围最广、监测要素最全、综合能力最强的空间环境地基综合监测网 [5] 自主研发与技术突破 - 二期建设期间面临大型设备采购困难及国际技术无先例可循的挑战，团队加大自主研发力度 [3] - 成功优化海南阵列式大口径激光雷达方案，从两站式连续发射改为单台站脉冲式发射，提升了观测便利度和信号接收效果 [3] - 在海拔近4000米的四川稻城建成由313部天线组成的圆环阵太阳射电成像望远镜，为全球规模最大的综合孔径射电望远镜 [3] - 通过“先建2个单元测试，再拓展到16个单元，最终敲定313部天线”的迭代试错方式完成高原大型设备建设 [3] 应用成果与性能指标 - 应用场景包括为航天员出舱提供空间天气预报，避免太阳风暴期间高能粒子对健康的危害 [2] - 致力于解决太阳风暴导致的导航精度下降和短波通信受影响等问题 [2] - 实现从太阳源头到地球空间各圈层的完整监测链，显著缩小太阳风暴到达地球的时间预估误差，误差控制达到国际先进水平 [5] 未来发展与国际合作 - 团队正对一期、二期融合运行的大型监测设备数据处理软件进行优化提升 [4] - 展望“十五五”，将推动实施国际子午圈大科学计划，通过国际合作形成服务全球的空间环境地基监测网 [4][6] - 计划建立陆地最完整的东经120度至西经60度子午圈监测链，实现对日地空间环境全纬度、全天候的立体观测 [6]

项目运营状态 - 空间环境地基综合监测网（子午工程二期）于今年3月通过国家验收并进入正式运营阶段 [1] - 项目运营数月来已取得多项原创成果 [1] - 项目包括96个站点和282台（套）监测设备 [1] 技术进展与发现 - 科学家团队在中尺度电离层行进式扰动和亚极光区极化流演化等方面取得重要进展 [1] - 研究发现几百公里尺度的周期性密度结构内存在更小尺度的10米级不规则体 [1] - 研究电离层不规则结构旨在预测空间天气以提升北斗导航定位精度和通信系统可靠性 [1][2] 国际合作与扩展 - 今年6月科学界发起国际子午圈大科学计划旨在建立东经120°至西经60°的完整监测链 [2] - 计划将扩展形成全球一体化的多学科多要素探测网络实现全纬度全天候立体观测 [2] - 子午工程是该计划的重要监测网络国际子午圈计划正处于方案论证阶段预计不久完成论证 [2]