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。     

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。     

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。     

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,     

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。     

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。     

金星值得继续探索

正在太阳系中,金星是距离地球最近的行星,火星次之。金星和火星正好位于地球的两侧。随着近些年人类对火星探测不断取得新成果,人们对火星的了解也越来越深入,美国还提出了未来载人登陆火星的计划。对于金星及其探测成果,人们却知之甚少。人们对地球一左一右这"两位邻居"关注的程度一密一疏,形成了强烈的反差。其实,人类对太阳系行星的深空探测最早是从金星开始的,迄今已有50年的历史。人类对金星探测曾有着辉煌的过去,但金星浓密的大气层所导致的高温高压环境一方面杜绝了金星存在生命和人类移民     

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。     

跌宕起伏的火星生命探测

<正>寻找地外生命是人类开展深空科学探测的出发点之一。地外生命探测将为生命起源的难题打开新的突破口,极大丰富对生命的基本认识,也将对地球生命的起源与太阳系早期演化等重大科学问题提供新的科学论据。行星系统的"宜居带"理论为我们探寻地外生命提供了新的启示(图1)。根据行星与中心恒星的距离(横     

机器人在火星行动

火星是太阳系中唯一可能被地球人改造成为类似于地球的行星,也是除地球外唯一有可能进化出生命的行星。 火星是人类在太阳系中有希望在不久的将来实现登陆、行走,并以传统方式进行探索的唯一一颗行星。到目前为止,人类已经向火星发射了30余艘不同的探测飞船,希望有朝一日能实现大突破。     

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。     

太阳系的行星和彗星之谜

天文学家根据天文观测认为,太阳系的行星结构确实非常与众不同,先不说最独特的有生命活动存在于地球,而且,就单从行星大小来说,太阳系有很多像地球这样的“小个子”行星。天文学家发现,在其他类似太阳系的星系中,行星因距离恒星太近,根本不可能形成“地球”这样的天体。在目前已经发现的至少120个类似太阳系的其他星系中,行星都是多气体的“大个子”。     

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。     

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     

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     

“嫦娥”是怎样被测控的

相关资料纵观世界各国深空探测的发展历程,月球是人类开展深空探测的首选目标,因为月球是研究地球、地——月系和太阳系的起源与演化的关键对象,月球还具有可供人类开发和利用的各种独特资源,也是人类向外层空间发     

我国积极开展火星自主探测研究

火星作为太阳系中最近似地球的天体之一,对人类有一种天然的吸引力。火星探测是2l世纪人类深空探测的重点之一,我国正在积极开展火星自主探测的相关研究。     

给我一块岩石 我可以发现整个地球——记著名地质学家赖绍聪教授

地球化学是研究地球及有关天体化学组成、化学作用及化学演化的学科,是固体地球科学的支柱之一。它是地质学与化学、物理学相结合而产生、发展起来的边缘学科。自20世纪70年代中期以来,地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的三大支柱。它的研究范围也从地球扩展到月球和太阳系的其他天体。