从深空探测大国迈向行星科学强国

自伽利略1609年将望远镜指向星空迄今,已逾400年。1959年苏联"月球2号"首次抵达月球,开启深空探测时代。1969年美国"阿波罗11号"首次载人登月,催生建立行星科学。纵观人类深空探测60年,先后出现两次探测热潮、两个深空探测大国(美国、苏联)。苏联领先又衰落,仅留给历史一个深空探测大国的背影,而美国成功转型为深空探测强国,至今在世界行星科学最前沿领航。探索浩瀚宇宙,是全人类的共同梦想。作为正在发展中的深空探测大国,我国应该怎样立足国情,走出一条有中国特色的行星科学强国之路?文章参照历史,梳理现状,畅想未来,给出我们的思考:大力培养行星科学人才,尽快实现科学引领深空探测。     

青年学者投身行星科学与深空探测的机遇和挑战

百年未有之大变局背景下的行星科学与深空探测领域发展,为新时代青年学者提供了千载难逢的机遇。行星科学的前沿科学问题,深空探测的关键技术难题,急需青年学者投身其中。但是,仍然存在一些因素制约了青年学者的发展。文章从青年学者的视角梳理了其投身行星科学与深空探测的机遇和挑战,并提出相应的政策建议,希望能促进青年学者参与实现我国行星科学与深空探测领域的强国梦。     

从科教融合到科学引领――中国特色的行星科学建设思路

行星科学是一门新兴交叉学科,形成于20世纪60—70年代的第一次国际深空探测热潮。行星科学是研究太阳系内与系外行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征,以及它们形成和演化过程的科学。行星科学以深空探测为主要研究手段,由地球科学、空间科学、天文学等学科交叉产生。当今世界美国成为独一无二的行星科学强国,缘于其率先建立了行星科学学科和人才培养体系,以及科学引领深空探测的发展思路。当前国际上处于第二次深空探测热潮的上升期,我国的深空探测事业迅猛发展,取得了举世瞩目的成就,已然成为崛起中的深空探测大国。但是,我国的行星科学学科尚未建立,亦无人才培养体系,无法匹配和支撑国家深空探测战略规划的实施。行星科学学科建设的滞后已成为制约我国成为深空探测强国和行星科学强国的瓶颈。因此,行星科学一级学科建设迫在眉睫。中国科学院大学等高校有条件、有能力、有优势率先建成行星科学一级学科,继而带动相关高校共建中国行星科学人才培养体系,服务和引领未来深空探测计划,推动我国成为行星科学强国。对比美国行星科学发展历程和当今我国国情,我们认为,充分发挥中国科学院大学科教融合办学模式的优势,有望探索出一条有中国特色的行星科学一级学科建设之路。     

行星科学和深空探测研究与发展

文章介绍了行星科学已取得的重要研究进展和当前存在的主要科学问题,对来来我国行星科学和深空探测研究与发展提出了若干建议。     

行星科学:科学前沿与国家战略

行星科学是当今科学前沿,是我国科技战略的重要组成部分,是国家自然科学水平和综合国力的集中体现。近年来,我国深空探测事业取得了举世瞩目的成就,但行星科学的发展严重滞后。造成这种困境的原因在于,行星科学一级学科设置和教育培养体系的缺乏。当前,我国全球影响力正在快速提升,尽快建立行星科学一级学科势在必行也正逢其时。我们认为,通过"高起点、快发展、广交叉、深融合"发展行星科学,不仅可以加快完善我国自然科学学科布局,培养世界一流的人才梯队,也是我国深空探测事业由大变强的必由之路。     

深空探测科技制高点上的新焦点：月球水资源

深空探测已经成为科技竞争的制高点。中国探月工程用20年的时间圆满完成“绕、落、回”并升级形成“勘、建、用”的新构想;同时,世界各国的月球探测发展已呈现出常态化和商业化的趋向。月球水资源的探测研究利用引发了各国和航天机构之间的广泛兴趣和激烈竞赛,成为科技制高点上的新焦点。月球水能够帮助揭示地月系统乃至太阳系形成演化的关键过程,是行星科学研究的前沿和学科建设的重要着力点;月球水资源的开发能够为未来的深空探测任务提供燃料和保障人类在月球上长期生存,是各国各机构扩展深化国际合作、共同利用地外资源造福人类的必然选择。文章结合月球水资源的探测研究现状和未来发展趋势,分析我国深空探测工程和行星科学学科发展的机遇与挑战,立足我国国情提出抢占科技制高点的对策与建议。     

行星地质学:地质学的“地外”模式

行星地质学是从天文学和地质学中发展形成,借鉴传统地质学的方法和手段研究太阳系中行星、卫星、小行星、彗星和行星环等固态天体的形成和演化过程的一门交叉学科。其研究领域随着太阳系探测的发展而不断拓展,涵盖行星固体圈、行星表面环境、行星资源以及生物或适生环境演化等多个方面。行星地质学与月球和深空工程探测相辅相成,工程探测为学科的发展提供了重要的研究基础,而行星地质学的新发现又能很好地促进工程探测的实施。但目前我国行星地质学的发展还相对落后,在研究平台和研究队伍上仍存在很多短板。行星地质学是跳出地球看地球,进一步比较、拓展、深化和推动地球科学的创新发展。随着国家深空探测科技战略的深入推进,行星地质学研究的制约愈发明显,需及早布局、大力发展,以满足学科发展和工程探测的迫切需要。     

载人航天、深空探测和科学卫星三类任务中的空间科学

为落实习近平总书记关于要推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展的指示,我国航天事业在近年来出现了可喜的发展。空间科学成为越来越多从事航天事业的大学和科研机构关注的对象。然而,对于空间科学在载人航天、深空探测和科学卫星这三类任务中如何发挥其作用,仍然有不少疑问和困惑。文章从空间科学发展的起源,以及载人航天、深空探测和科学卫星各自的特点,探讨空间科学在其中所起到的作用,并提出政策建议。     

迎接小行星的“黎明”

小行星被认为是处于萌芽期但未得到机会成长起来的“行星婴儿”,探测小行星将有助于了解太阳系的起源,这就是为什么一个正在奔赴灶神星和谷神星的小行星探测器被命名为“黎明”号的原因。5月11日,美国宇航局宣布,黎明号探测器拍摄到了太阳系最主要的小行星之一——灶神星的图片。接下来,黎明号即将开始对灶神星为期至少6个月的观测。然后,于2015年赶到谷神星继续观测,最终完成对两个小天体分别近距离绕飞探测任务。     

到火星定居去！

作为距离地球最近的行星,火星理所当然地成为人类优先探索的目标,因为火星存在着导致生命起源的重要元素……     

我国行星化学学科发展现状与展望

半个世纪以来,行星化学一直是欧美以及日本等主要科技强国最活跃的科学研究前沿之一。但是,由于种种限制,我国的行星化学一直没有得到充足发展。这种状况和我国的航天大国地位并不相称,也会成为我国建成航天强国目标的阻碍之一。因此,在全国各大重点院校进行行星化学学科建设迫在眉睫。基于行星化学学科对于深空探测的重要性,文章将着眼于行星化学学科的内涵,探讨行星化学学科的独特性,比较国内外学科建设的差距,提出我国行星化学学科建设的建议。     

服务国家深空探测战略 建设行星科学人才高地

<正>深空、深海、深地、深蓝,是"十三五"期间国家重点加强的战略高技术领域。深空探测已成为国家战略。行星科学是深空探测战略的主要科学牵引、重要实施保障和关键成果出口。然而,当前我国尚无独立的行星科学学科设置,也缺乏专业人才培养体系,培养深空科学领域高层次人才业已迫在眉睫。根据国务院以及中国科学院大学学位授权自主审核文件中的规定,利用中国科学院在基础科学研究方面的优势,发挥中国科学院大学作为研究型大学在"科教融合"人才培养方面的特色,中国科学院大学地球与行星科学学院及中国科学院     

地球之外的冰雪世界——行星冰冻圈研究综述

文章介绍了太阳系和太阳系外行星冰冻圈。太阳系各行星和卫星的表面温度差异很大,它们的冰冻圈发育各不相同。水星和月球的两极陨石坑的永久阴影区中可能有水冰存在。金星太热,表面既没有液态水,也不可能有水冰存在。火星两极存在永久性冰帽,包括水冰和干冰(固态CO2)。在太阳系雪线之外,存在很多冰卫星和富含水的矮行星,它们的主要是由水冰组成的;在极低的温度下,水冰甚至比地球上的岩石还要坚硬,并成为这些星体的壳层。除了水冰,其他易挥发组分如CO2、CH4、N2、CO等在极低温度下都会凝固为冰,形成不同于水冰的冰冻圈。因此,行星冰冻圈具有与地球冰冻圈迥然不同的丰富多样性。对行星冰冻圈的研究有助于我们扩大视野,更深入地理解地球冰冻圈,也将有助于我们理解太阳系的形成、地球水分的来源、地球深时古气候环境和生命演化,以及开展未来的系外生命探测。     

小行星探测：揭示地球起源

美国国家航空航天局近日宣布,将发射探测器前往一颗小行星收集样本,以探索太阳系组成和生命起源,研究如何减少地球遭天体碰撞危险。这一探测器定于2016年发射,前往一颗编号为1999RQ36的小行星,探测器定于2020年抵达小行星,预定2023年重返地球。为什么人类对小行星探测那么感兴趣？这次探测计划将对人类有哪些意义？     

发现能看两个“太阳”的系外行星

<正>发现和探测太阳系外行星对研究行星的形成和演化,寻找地外生命等具有重要的意义。从1992年起人们发现的系外行星大约有400多颗。然而,这些系外行星几乎都是围绕单     

简议前概念的探测与分类

科学教师教学的起点,就是要了解学生具有怎样的前概念,以学生已有的前概念为基础进行教学,促进学生前概念向科学概念的转化,真正实现为学生深层次地理解知识而教。但是如何探测学生的前概念以及怎样利用学生的前概念,很多科学教师对此却知之甚少。本文将论述两种科学教师探测学生前概念的方法,同时简要介绍吉尔伯特、奥斯本等提出的学生学习科学概念时的三种学习假设,并尝试基于科学概念学习假设对已获得的学生前概念进行分类。     

嫦娥二号从172万公里外深空传回首批科学探测数据

我国第二颗月球探测卫星嫦娥二号成功从172万公里外深空传回第一批科学探测数据。目前,嫦娥二号卫星状态良好,各类飞控事件执行正常,剩余推进剂约115千克。     

我国行星物理学的发展现状与展望

半个世纪以来,伴随着人类在深空探测领域内取得的各种重大科学发现,人们对地球、行星以及太阳系有了更深入的认识和理解。这些发现不仅深化了人类对自然的认识,牵引和带动了科学技术的快速发展,同时还孕育并催生了行星物理学等交叉学科的兴起和发展。文章在分析国内外行星物理学发展现状的基础上,阐述了行星物理学与传统学科及我国未来深空探测任务之间的相互关系,指出了我国未来行星物理学研究的主要发展方向,并对该学科的未来发展给予了适当建议。     

中国深空探测领域的发展及展望

<正>深空探测一般指对月球及以远的地外天体进行空间探测的活动。20世纪50年代末,人类开启了深空探测的序幕。迄今为止,已发射深空探测任务超过240次,对太阳系内包括月球、行星、彗星、太阳等天体进行了探测,飞行最远的探测器距离地球超过200亿km。通过深空探测,取得了大量科学探测和技术成果,拓展了人类对太阳系和宇宙的认识,推动了空间技术的进步。中国的深空探测起步于月球探测,按照探月工程"绕、落、回"三步走的任务规划,     

基于文本内容的科学前沿探测方法研究进展

[目的/意义] 本文从科学前沿概念出发,对当前已有的基于文本内容的科学前沿探测方法进行梳理总结,为科学前沿探测方法的发展提供基本参考和启发。[方法/过程] 对科学前沿相关概念、基于文本内容的科学前沿探测方法进行了系统的总结,分析了现有探测方法的优缺点。[结果/结论] 对科学前沿极其相近概念做出进一步辨析,总结目前方法存在的问题,并提出未来发展的建议。