科幻電影《流浪地球2》憑借精彩的劇情和層出不窮的硬科技獲得口碑票房雙豐收，影片中的太空電梯、領航員空間站、月球發動機等高科技設備給觀眾帶來了強烈的視覺震撼。

　　流浪地球是在太陽氦閃背景下發生的故事，而要實現對太陽活動的觀測和認知就需要空間科學支撐。

　　2022年10月9日，我國將先進天基太陽天文臺“夸父一號”發射升空，繼“羲和”號之后開啟為期4年的逐日之旅?！翱涓敢惶枴笔侵袊茖W院空間科學先導專項繼“悟空”“墨子”“慧眼”“實踐十號”“太極一號”“懷柔一號”之后，研制發射的又一顆空間科學衛星，科學目標旨在研究太陽磁場，以及太陽耀斑和日冕物質拋射這兩類太陽上最劇烈的爆發活動的起源及三者之間可能存在的因果關系，是我國天基太陽探測衛星跨越式突破。

　　“我國正在加快建設航天強國和科技強國，空間科學領域正在奮起直追，圍繞極端宇宙、時空漣漪、日地全景、宜居行星和太空格物等科學主題開展前沿探索，有望在這新一輪探索宇宙奧秘的世界競技舞臺上取得優異成績，貢獻中國智慧、提供中國方案?！敝袊茖W院院士、國家空間科學中心主任王赤在接受《瞭望》新聞周刊專訪時表示。

　　實現基礎研究從0到1突破的主陣地之一

　　《瞭望》：當前發展空間科學的必要性有哪些？

　　王赤：空間科學是依托航天器平臺研究宏觀和微觀世界的前沿交叉學科，自20世紀60年代以來在基礎科學前沿催生了諸多重大發現和原創成果。進入21世紀，在新一輪科技革命孕育爆發之際，空間科學進入跨越式突破新時刻。

　　空間科學的突出特點是依托航天器為主要工作平臺，到空間去研究關于地球、太陽系乃至整個宇宙的自然現象及其規律，突破天文學、地學、生命科學等母學科困于地面實驗或理論模擬而難以破解的科學難題，是實現從0到1突破的主陣地之一。

　　首先，空間科學研究直面基礎研究最前沿、最重大的方向，挑戰最有重大科學意義的難題?？臻g科學研究成果不能規劃，但研究方向可以聚焦和瞄準，一旦突破就可能是里程碑性質的。

　　例如引力波已成為人類探索宇宙的新信使、觀測宇宙的新窗口。美國科學家因間接證實了引力波的存在獲得了1993年諾貝爾物理學獎。2016年，美國科研人員宣布激光干涉引力波天文臺（LIGO）在地面直接探測到了高頻引力波。1年后，LIGO團隊核心成員獲得了諾貝爾物理學獎。鑒于空間探測將引力波極大拓展至中低頻，甚至會以當今不可預見的方式拓展我們對物理學和天文學的認知，隨之而來的科學突破令人期待。我國的“太極計劃”和“天琴計劃”也瞄準了這一新窗口孕育的重大科學機遇。

　　再者，空間科學助力科學家揭示自然奧秘，推動基礎前沿研究和綜合交叉探索，其每一步進展都將拓展人類對宇宙演化、生命起源的認知。

　　例如，人類是否是宇宙中唯一生命存在問題是重大科學前沿。美國火星探測計劃一直將尋找火星生命“指紋”作為首要科學目標?！昂闷嫣枴钡顷懟鹦堑男侣勎涣?012年多個榜單頭條，反映了人們對火星是否存在生命或曾經存在生命的極大關注。同樣，我國“嫦娥”系列任務、“天問一號”任務等也多次入選年度重大科技進展榜單，反映了我國航天領域高新技術研發和關鍵核心技術突破能力，這些成就能為空間科學領域理論突破和原創發現提供重要平臺和關鍵手段。

　　此外，空間科學挑戰極限的需求有力推動了尖端技術突破。與應用衛星型譜化和批產特點形成鮮明對比的是，每一項空間科學任務都是非重復性的，都必須研發創新的有效載荷和原創的探測方案，不僅帶動火箭、測控通信、衛星平臺、載人飛船等共性通用技術的進步，而且將突破諸如極遠極冷極弱空間探測急需的新興與前沿技術。

　　青年強則國家強。根植于空間科學探索的宏大航天愿景和偉大科學家精神，是激發青少年科學夢想的“播種機”，并且能夠通過科學普及提升公眾科學素養，增強文化自信。

　　中國空間科學10年跨越

　　《瞭望》：近年來中國空間科學取得了哪些進展？

　　王赤：空間科學任務投資大、挑戰性高、實施周期長，是體現國家意志的航天活動，是使命驅動的基礎研究。我國行星科學起步較晚但起點高，依托探月工程和行星探測工程建立的地外天體“繞落巡返”能力，迎來了加速發展，我國空間科技已成為科技強國進展的重要標志。

　　首先，空間科學衛星系列建立并取得重要進展。

　　2011年，中國科學院空間科學先導專項首批（下稱“專項一期”）啟動，目標是通過自主和國際合作的科學衛星計劃，實現科學上的重大創新，帶動相關高技術跨越式發展。

　　專項一期在“十二五”期間開展了暗物質粒子探測衛星“悟空”、“實踐十號”返回式科學實驗衛星、量子科學實驗衛星“墨子號”以及硬X射線調制望遠鏡衛星“慧眼”4顆科學衛星的研制工作，正式建立起了中國第一個科學衛星系列。

　　2016年8月，空間科學衛星系列入選《“十三五”國家科技創新規劃》，空間科學的發展被提升到了一個前所未有的高度。為繼續推動中國空間科學發展，中科院實施了空間科學先導專項（二期），部署的科學衛星工程包括“愛因斯坦探針”、“夸父一號”、中國科學院—歐洲空間局聯合研制的太陽風—磁層相互作用全景成像衛星“微笑計劃”、引力波暴高能電磁對應體全天監測器衛星“懷柔一號”等4個新的空間科學衛星任務。目前，專項二期的科學衛星研制進展順利，已全部進入工程研制或發射運行階段。

　　空間科學先導專項建立的科學衛星系列為開展建制化空間科學基礎研究提供了先進平臺，使中國空間科學的發展第一次有了系統性的支持計劃，助力中國空間科學家走近世界空間科學舞臺中央，提升了中國科技的國際影響力。

　　其次，載人航天與深空探測的空間科學應用取得重要進展。

　　中國載人航天工程按“三步走”發展戰略實施，載人飛船階段（1992～2006）和空間實驗室階段（2007～2017）完成了80余項科學實驗。2020年中國載人航天工程“第三步”開啟，全面邁入空間站時代?？臻g實驗室取得了一批科學前沿成果和關鍵技術突破，例如國際首臺空間冷原子微波鐘完成原子激光冷卻和操控，取得迄今最高頻率穩定度的實驗結果。2022年全面建成并運營的中國空間站為開展大規模系統性有人參與的空間科學研究提供了歷史性機遇。與此同時，與空間站同軌飛行的2米口徑巡天空間望遠鏡預計2024年發射，空間站應用與發展階段還將部署高能宇宙輻射探測設施，有望使中國空間光學天文巡天、空間暗物質搜尋和高能宇宙輻射探測達到國際先進水平。

　　探月工程與“天問一號”任務成功實施，為中國行星科學研究快速追趕上國際先進水平提供了重要平臺?！版隙鹞逄枴钡氖着茖W成果已為完善月球演化歷史提供了關鍵科學證據。中國首次自主火星探測任務“天問一號”使中國成為第二個成功著陸火星的國家。

　　此外，2021年11月，國務院學位委員會批準中國科學院大學自主設置行星科學一級交叉學科，對中國繼續實施行星探測工程和行星科學研究影響深遠。

　　中國正在加快建設空間科學強國?！?021中國的航天》白皮書指出中國將實施探月工程四期，開展小行星探測、火星采樣返回等任務，力爭在2049年實現太陽系邊際探測。

　　直面重大科學前沿開啟空間探索新征程

　　《瞭望》：聚焦科技自立自強，需要如何繼續開展好空間科學研究？

　　王赤：我國空間科學原創能力與航天強國相比仍有差距，亟待抓重點、補短板、強弱項。一方面，應該對我國空間科學在世界上的位置有客觀認識，不能將中國航天的工程技術成就與空間科學突破相混淆；另一方面，在一些重大前沿上，如2017年人類首次直接探測雙中子星并合產生的引力波，我國科學家雖有貢獻，但尚未作出核心貢獻。我國空間科學在產出有重要影響力的科學成果方面仍有較大差距。

　　時不我待。中國科學家應瞄準重大原創突破加緊布局重大科學任務，面向世界空間科學前沿和建設科技強國、航天強國的國家重大戰略需求，圍繞“宇宙和生命是如何起源和演化的”“太陽系與人類的關系是怎樣的”兩大根本科學問題，堅持重大科學問題牽引，堅持重大原創成果導向，堅持科學發現只有第一沒有第二，聚焦最優先的科學前沿方向，直面最重大科學問題勇闖“無人區”，形成可實施的系列科學衛星任務。

　　《瞭望》：空間科學世界重大前沿在哪兒？未來我國如何發力？

　　王赤：為落實加快建設航天強國的要求，我們堅持全國一盤棋，凝聚科學界的智慧，正在加緊制定我國首個國家空間科學中長期發展規劃。在此基礎上，我們梳理出了11個亟待全球空間科學界攜手率先突破和回答的重大科學前沿，可概括為“一黑”“兩暗”“三起源”和“五表征”。

　　“一黑”旨在探索以黑洞為典型代表的致密天體及其極端條件下的物質運動規律?！皟砂怠敝钙袢藗儗ζ浔举|知之甚少的暗物質、暗能量?！叭鹪础本劢褂钪嫫鹪?、太陽系起源和生命起源?！拔灞碚鳌碧綄さ厍蛳到y、地月空間、太陽系和系外世界的特征和運行規律，以及太空環境中的物質運動和生命活動規律。

　　面向這些世界空間科學前沿，我國科學共同體創造性地將這些前沿問題進一步聚焦為我國有望取得突破的極端宇宙、時空漣漪、日地全景、宜居行星、太空格物5大科學主題，并識別出了系列重大科學問題。

　　其中，極端宇宙探索宇宙的起源與演化，揭示極端宇宙條件下的物理規律；時空漣漪探測中低頻引力波、原初引力波，揭示引力與時空本質；日地全景探索地球、太陽和日球層，揭示日地復雜系統、太陽—太陽系整體聯系的物理過程與規律；宜居行星探索太陽系天體和系外行星的宜居性，開展地外生命探尋；太空格物揭示太空條件下的物質運動和生命活動規律，深化對量子力學與廣義相對論等基礎物理的認知。

　　未來5～10年，我們將合理配置大中小型任務，既有多個任務聚焦同一重大前沿，也有一項任務貢獻多個前沿突破，中小型任務亦可為后續大型任務先導探路。我們將通過自主實施或國際合作，抓住未來20余年的發展機遇，保持戰略定力，一步一個腳印推動規劃目標任務落實，空間科學必將實現跨越發展，取得若干標志性原創成果，突破國家重大需求的瓶頸科學問題，開辟以我為主航天國際合作新格局，成為科技強國建成的重要標志，為人類文明發展作出歷史性貢獻。

中歐首次實現 SMILE 衛星整星聯合裝配與星箭試驗（2023年2月攝） 受訪者供圖