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。     

国家深空探测战略可持续发展需求：行星科学研究

最近嫦娥五号月球采样成功返回和首次火星探测"天问一号"探测器顺利入轨,以及后续的小行星、木星系和太阳系边际探测任务,标志着我国已迈入深空探测发展新时代。行星科学是深空探测战略高质量可持续发展的重要支撑。行星科学研究涉及地球科学、天文学等自然科学多个学科,具有鲜明的交叉科学特征。本文在分析交叉科学研究和国内外深空探测科技发展基础上,讨论我国行星科学研究现状、机遇和发展策略。     

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。     

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。     

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。     

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,     

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。     

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。     

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     

太空物理学的发展和瞻望

概要评述了太空物理学的现状和发展前景 ,主要内容包括 :2 0世纪太空物理学主要的发展成就 ;2 0 0 1— 2 0 2 0年日地空间物理探测和研究的发展趋势和新举措 ;卫星、行星和恒星际探测的新创举 ;2 1世纪前 2 0年我国太空间物理发展的设想。     

Development of a space cold atom clock

Atomic clocks with cold atoms play important roles in the field of fundamental physics as well as primary frequency standards. Operating such cold atom clocks in space paves the way for further exploration in fundamental physics, for example dark matter and general relativity. We developed a space cold atom clock (SCAC), which was launched into orbit with the Space Lab TG-2 in 2016. Before it deorbited with TG-2 in 2019, the SCAC had been working continuously for almost 3 years. During the period in orbit, many scientific experiments and engineering tests were performed. In this article, we summarize the principle, development and in-orbit results. These works provide the basis for construction of a space-borne time-frequency system in deep space.     

2016-2030年中国空间科学发展规划建议

半个世纪以来,空间科学不仅极大拓展了人类的认知领域,改变了人类对自然与自身的认识,而且牵引和带动了航天和相关高技术的快速发展,为国家安全、科技进步提供了支撑和保障,同时通过大批创造性的发明和技术应用,为国家经济社会发展、人类生活质量改善提供了源源不断的创新活力。在分析国内空间科学发展现状的基础上,文章阐述了我国2016—2030年空间科学拟研究的前沿科学问题,提出了我国至2030年空间科学发展战略目标、空间科学计划及所包含的科学卫星任务,并探讨了支撑和保障空间科学发展所需的技术手段与能力。希望通过系列空间科学计划与任务的实施,为我国经济社会发展和人类文明进步做出应有的贡献。