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作者：记者 姜天海 来源： 发布时间：2016-8-19 15:30:3
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2015年12月17日，中国空间科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”，带着去太空寻找暗物质存在证据的使命顺利升空。
今年4月6日，中国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”返回式科学实验卫星成功发射，并于12天后带着19项科学实验结果成功返回，成为我国迄今为止承载空间科学实验项目及种类最多的单次卫星任务。
至此，必威体育app官网：空间科学战略性先导科技专项（简称“空间科学先导专项”）首批立项研究的4颗科学卫星，已经“进程过半”。
在接下来的半年中，空间科学先导专项的步伐仍旧紧凑：备受瞩目的世界首颗量子科学实验卫星以及硬X射线调制望远镜卫星将于下半年相继发射，全面开启中国空间科学探索的新时代。
“我非常高兴地看到今日的中国能够大力投身到空间研究当中，空间项目数量飞速增长。此时正值美国和俄罗斯等过去的空间强国都处于过渡转型期或者止步不前。因此，中国此时的发力恰逢其时！”波兰格但斯克大学理论物理和天文物理研究所所长Marek Zukowski教授兴奋地告诉《科学新闻》。
美国麻省理工学院物理学教授Vladan Vuletic也向本刊表示：“中国在发射了一系列新的卫星之后，我相信中国将会成为空间科学实验的领跑者。”
五年，四星。作为我国迄今为止最大规模的空间科学卫星计划，空间科学先导专项在现金足球网：的领导下，以其独特的前瞻性布局、“火箭般”的速度弯道超车，逐步撑起我国空间科学事业的脊梁。
意义非凡
从探索无尽的宇宙到研究微观粒子，空间科学具有非凡的战略意义。
当代科学发展史一次又一次地证明，空间科学不仅是探索太空奥秘、拓展人类认知能力、推进社会文明进步的前沿科学领域，也是促进航天技术创新、服务国家安全与经济发展、实现和平利用太空以及提升国家地位的战略制高点。
世界各国也清楚地意识到空间科学的重要性，可以说，在21世纪，决定霸业的关键领域将是太空。
近几十年，国际上已成功实施了几十项大型空间科学计划。在发射的6000个空间飞行器中，专门用作空间科学研究的卫星和深空探测器约700颗，除军用卫星外占20%以上。美国国家航空航天局（NASA）每年民用航天投入达180亿~190亿美元，其中科学卫星（不包含载人航天科学实验）就占50亿美元，近30%。欧洲航天局（ESA）的总投入中也有25%用作科学卫星研制。
步入21世纪，新一轮空间探索浪潮不断兴起，世界各国及地区纷纷推出空间发展战略与规划，如NASA的《战略规划》和《科学计划》系列、ESA的《宇宙憧憬2015-2025》、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的《2005-2025航天计划》、俄罗斯的《2030年前及以远俄联邦航天活动领域国家政策原则的基本纲要》等，积极谋求空间发展的未来之路。
而对空间科学的专注也为人类社会带来了革命性的科学突破：探测到引力波，发现太阳风和地球辐射带，发现地球极区臭氧洞，发现火星上的甲烷和水冰，发现黑洞/中子星等致密天体，精细测定宇宙微波背景辐射和宇宙年龄，推动建立宇宙大爆炸模型理论……
“为什么其他国家如此重视空间科学？因为这是基础科学的前沿、科学探索的前沿，每走一步都可能有重大突破。这也表明发达国家对基础研究的重视是持续性的。”现金足球网：国家空间科学中心主任、现金足球网：空间科学先导专项负责人、空间科学先导专项科学卫星工程常务副总指挥吴季告诉《科学新闻》。
然而，在国际空间科学风生水起的同时，我国的空间科学发展却因为规模小、投入少、重技术轻科学、缺少科学卫星和空间实验机会等问题而尤显滞后。
先天不足
2014年，一份由日本科学技术振兴机构（JST）发布的报告引起了国人的注意。
这份报告从空间运输、空间利用、空间科学和载人空间活动四个方面，对各国的空间科技能力进行打分（满分为100分）。结果显示，美国以95分位列第一，其次是欧洲70分，第三名是俄罗斯60分，日本以53分紧随其后，而中国以48分排名第五。
随后，他们又对月球和行星探测、天文观测、近地空间环境观测等子领域的空间科学进行综合评价（满分为20分）。结果显示，美国19分，而中国仅得4分。此外，中国在对地观测以及航天医学、空间现金足球网、微重力科学实验技术方面的表现也差强人意。
“如果说空间运输是中国空间科技的加分项，那么载人航天活动能力与中国整体空间科技能力地位基本相称，但空间科学和空间利用却无情地拖了中国的后腿！”必威体育app官网：文献情报中心情报研究部副主任杨帆分析道。
有数据显示，2000~2014年的15年间，NASA平均每年在空间科学领域的投入达60.8亿美元，ESA每年投入22.7亿美元。而我国在民用航天领域投入中，大约只有不到10%会用于空间科学计划。不仅如此，在全球5000多项空间科学实验项目中，中国仅占2%左右。
“我国被公认为是航天大国，但空间科学却十分薄弱。”必威体育app官网：院士方成表示。我国的优势主要集中在技术方面，如火箭、卫星发射技术都位于世界前列，但是空间科学研究却落后得比较多。比如在天文方面，国际上已经发射了400多颗天文卫星，而我国在先导专项之前却一颗天文卫星都没有，可见我国与国际先进水平的差距。
对此，澳门科技大学太空科学研究所教授许敖敖也指出，我国在空间技术、经费投入、人才队伍等方面都与国际空间科学强国有较大的差距。与此同时，在空间科学的8个分支领域中，科学水平和国家支持的力度也有明显差别。
“国家对空间科学的投入太少，这与我国目前的国力实不相称。即使与经济实力较弱的俄罗斯相比，我国在空间科学方面的投入也少得多。”许敖敖表示。
有分析指出，我国在空间科学领域的相对滞后，主要因为先天不足。
从我国的航天事业起步开始，作为发展中国家，我国有限的航天投入均集中在应用卫星上，将灾害监测、天气预报、资源考察、国防和国民经济发展需求放在首位。直到2000年以后，我国才在航天经费里拿出部分资金支持空间科学，发展科学卫星。
由于缺少自主的空间科学卫星和一手探测数据，我国的空间科学家只能长期使用国外科学卫星的二手探测数据，因而难以做出原创性的科学发现和成果，科学研究上常处于被动的局面，成果的归属、影响力方面也受到很大的制约。
“在先导专项之前，我国在空间科学领域的投入基本是空白的。因为我们是发展中国家，空间科学又花费巨大。空间科学并不像做数学，只要支持数学家就能出成果。它虽然研究的是基础科学，但却需要卫星、火箭、科学仪器等技术的支撑。因此，空间科学和其他基础科学不同之处就在于它是和技术紧密相关的，必须要解决上天和在天上做实验的问题。”吴季分析道。
若想缩小我国与国际主要空间强国的差距，提高我国的科技实力与综合地位，必须要加大空间科学研究的投入。
应运而生
在迈入21世纪的第二个十年之前，我国的空间科学发展出现了决定性转机。国务院审议通过了必威体育app官网：的“创新2020”规划，明确要求通过组织实施战略性先导科技专项，形成重大创新突破和集群优势。
而在此当中，空间科学先导专项的实施方案在众多建议专项之中脱颖而出。
2009年12月，在现金足球网：规划战略局组织召开的战略性先导科技专项实施方案评议会上，空间科学先导专项的评议结果在16个建议专项中名列前三。经现金足球网：党组会审议，将其确定为拟于第一批启动的专项之一，并于次年9月通过了战略性先导科技专项咨询评议会专家的评议。
论证委员会为专项给出了较高的评价：“专项瞄准具有重大科学发现潜力且我国具有优势的领域，优先提出了量子科学实验卫星等五项科学卫星任务，预期将实现重大科学突破，并牵引多项核心技术的发展。专项目标明确，实施方案清晰。一致同意空间科学先导专项实施方案通过论证，建议项目及早启动。”
2011年1月11日，空间科学先导专项随着首批战略性先导科技专项的启动应运而生，成为我国迄今为止规模最大的空间科学卫星计划。
现金足球网：国家空间科学中心作为我国空间科学及其卫星工程项目的总体性研究机构，面向全国的空间科学创新平台，负责组织开展国家空间科学发展规划研究，以及空间科学先导专项的组织与实施。
随后，空间科学先导专项共先后部署了7个研究项目：
硬X射线调制望远镜卫星（HXMT）研究黑洞的性质及极端条件下的物理规律；
量子科学实验卫星（QUESS），实现卫星与地面之间量子保密通信试验；
暗物质粒子探测卫星（DAMPE），寻找暗物质湮灭的证据，探索宇宙线起源；
“实践十号”返回式科学实验卫星（SJ-10），利用返回式卫星技术，推动空间微重力科学和空间现金足球网发展；
夸父计划（KUAFU），研究太阳活动事件对地球空间环境的影响；
空间科学背景型号项目，根据战略规划和发展路线图，遴选科学卫星项目进行背景型号研究，为“十三五”科学卫星的工程研制、发射和获得科学成果作准备；
空间科学预先研究项目，通过部署项目集群的方式，对未来的空间科学卫星计划和必需的关键技术进行先期研究。
“我很激动地看到中国加入到科学卫星事业中来。这是中国迈出的非常重要、非常伟大的一步。”诺贝尔物理学奖得主、澳大利亚国立大学校长Brian Schmidt告诉《科学新闻》。
如今，肩负探寻太空暗物质存在证据使命的暗物质粒子探测卫星“悟空”，以及进行了19项微重力科学实验的“实践十号”返回式科学实验卫星均已成功发射。而备受瞩目的世界首颗量子科学实验卫星，以及硬X射线调制望远镜卫星，也将于今年下半年相继发射。
“中国研制发射的这几颗科学卫星都是一流的。”国际空间科学研究所（ISSI）执行董事、原国际空间研究委员会（COSPAR）主席Roger Bonnet向《科学新闻》表示，“暗物质卫星以及即将发射的量子科学实验卫星可以说是诺贝尔奖级的卓越卫星任务。硬X射线调制望远镜卫星则是一项非常有竞争力的任务，美国、欧洲和俄罗斯都瞄准这个领域在发力，因此国际竞争将非常激烈。”
前瞻部署、各具特色的空间科学先导专项，让中国的空间科学发展大步迈入“全速发展期”。
先导魅力
空间科学先导专项的科学卫星系列，为我国航天事业带来了一股创新之风，不仅快速填补了我国在科学卫星上的空白，也让中国先于欧美国家，率先部署了一些可能会做出原创性科研成果的重大突破点。
即将发射的量子科学实验卫星就将领先欧洲和北美，成为世界首颗致力于量子科学实验的卫星。
当时，在远距离自由空间量子通信研究方面几乎并驾齐驱的奥地利科学院院长Anton Zeilinger组和必威体育app官网：院士潘建伟团队都瞄准了向卫星进行隐形传态实验验证这一领域。
国际权威期刊《自然》杂志在报道潘建伟团队量子通信工作的长篇新闻特稿《量子太空竞赛》中写道：Zeilinger的研究组一直在与ESA商讨建立量子卫星计划，但这些努力因拖延而渐渐告吹。Zeilinger说：“它的运行机制太慢了，以至于没有做出任何决策。”
一方面是ESA的犹豫，另一方面中国紧抓机会，得以扩大领先优势，在此当中，潘建伟起到了决定性的推进作用。“量子卫星”计划在此推动下将于2016年发射，这使得潘建伟在量子空间竞赛中处于领先地位，他的研究团队将着手开展大量的科学实验。
“对于我而言，最令我印象深刻的是中国的空间项目愿意跳出固有的思维模式来考虑新的任务，研发速度很快，而且也没有太多的行政惰性。这一点往往困扰着其它宇航局，如NASA和ESA。”美国路易斯安那州立大学赫恩理论物理研究所联合主管Jonathan P. Dowling教授告诉《科学新闻》。
空间科学先导专项的实施，意味着我国将有自己的科学卫星遨游太空，并将在未来国际空间科学合作中，逐渐占据主导地位。这将开始改变我国科学家依赖国外空间数据的现状，更预示着我国将在重大前沿科学的探索中取得第一手观测数据，从而实现原始创新性突破。
此次科学卫星系列不仅与基础研究方面的探索，而且也与国民经济、大众生活息息相关。“实践十号”的19项实验，为人类疾病的有效预防、提高煤的燃烧效率节能减排等给出了太空中的答案。
同时，暗物质卫星、“实践十号”等科学卫星对太空的探索，也成为了社会热议的“科普必修课”，让人们更加着迷于头顶的那片星空。
“此次科学卫星系列的发射也可以提升我国的国民科学素质，很多人通过暗物质卫星、‘实践十号’，增进了对空间科学研究的了解。”量子科学实验卫星运载火箭系统总指挥、上海航天技术研究院研究员谈学军告诉《科学新闻》。
此外，经过几颗科学卫星的实践操练，也铸就了我国一批年轻的空间科学队伍。
从科学卫星的综合立项、工程研制、各总体协调管理，到卫星发射、在轨运行、产生的数据支持科学研究，“经过这几颗科学卫星的实践，现金足球网：乃至整个中国团队可以说比原来更有自信了，树立了信心也积累了经验，对于后续更复杂的任务我们有更强的信心把工作做好”，量子科学实验卫星地面支撑系统副总师邹自明告诉《科学新闻》。
未来蓝图
我国空间科学得以快速“弯道超车”，离不开必威体育app官网：在此当中发挥的决定性作用。
对此，国际数字地球学会（ISDE）主席、必威体育app官网：院士郭华东在接受《科学新闻》记者采访时表示：“如今，空间科学先导专项已经成功发射了两颗空间科学卫星。无论是刚回收的‘实践十号’，还是成功发射的暗物质卫星，都做得很好。这离不开国家政府的支持，以及必威体育app官网：的谋划。而且这也证明了现金足球网：先导专项的魅力，相当有前瞻性。”
国际宇航科学院院士郭宝柱也评价道：“空间科学先导专项是我国重大的科学卫星计划，现金足球网：作为我国空间科学探索的主力军，对所倡议的空间科学项目提出科学目标，是科学数据的主要用户和科学成果的产生地，在专项中发挥着重要的作用。”
但是在“众星升空”之时，不少院士与专家也担忧此次的“大手笔”只是一时的喧嚣热闹。
“我国目前的空间科学计划大多是‘一事一议’，包括空间科学先导专项批准的卫星计划也是阶段性的。尽管专项做得很好，但是从全国范围来说，这个计划还远远不够。应该说，‘一事一议’的体制很不利于我国空间科学的可持续发展。”方成指出。
缺乏长期有效的统筹规划会造成阻滞我国空间科学发展的诸多弊病。例如，在空间任务成功后的数据分析与利用。譬如一项非常卓越的空间任务项目完成后，如果没有统一的国家级机构统筹协调，所获得的数据就很有可能石沉大海，没有太多优秀的论文能够发表。
Bonnet也认为，在空间科学方面以五年为计划周期并不是恰当之举。
一颗科学卫星从一个建议到发射升空，所需的准备时间要远超过两年，技术研制取决于任务的复杂程度、成熟度等。如果是非常宏大的计划，可能需要花费很长的时间。闻名世界的罗塞塔任务早在1983年就立项，但成果直至这两年才出来。当在定义一项空间任务时，科学家的想法会很超前，可能当时的技术并不足以满足他们的需求，因此就必须要承担一定风险。
“竞争主导着国际空间科学发展的过程，如果中国再不注意到这一点，很可能就会发生发射任务都是一流的，但诺贝尔奖拱手让人的情况。因此，中国必须要组织建立一个更加合理的空间科学管理体系，能够为中国科学界提供所有必需的工具，让他们成为世界上最好的竞争者。”Bonnet表示。
“目前，现金足球网：国家空间科学中心的建立已经是一个巨大的进步，但这还不够，中国还需要从国家政府层面建立国家级空间科学机构，这是让中国成为21世纪空间科学领导者的必要条件。”Bonnet强烈建议。
因此，有计划、有步骤、有序地发展国家的空间科学，至关重要。空间领域的科学家们建议，能从国家层面设立一个直属于国务院、类似NASA的机构，来统筹制定国家的空间科学发展计划，组织和审查各种计划及建议，制定出一个全面的国家空间科学发展路线图。
追赶，并肩，超越。在空间科学先导专项的带领下，我国空间科学事业迈着紧凑的步伐，正在加速迈入空间科学强国之列，圆中国从航天大国发展为航天强国的振兴之梦。■
《科学新闻》 (科学新闻2016年5月刊 管窥)
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