空間科學
——探索與發現之源

從女媧補天、夸父追日的神話傳說到李白“舉杯邀明月”的文學想象，懷揣飛天夢想的中國人，走過了一條堅定而漫長的探索之路。自20世紀60年代以來，全球開展了800余次空間科學與探索任務。人類“足跡”已遍布太陽系八大行星、多個小天體、恒星際空間等，人類“眼界”已接近138億光年，對宇宙的探測進入電磁波、引力波、中微子等多信使天文學時代。

空間是與時間相對的一種物質客觀存在形式，由長度、寬度、高度、大小表現出來。空間科學以航天技術為基礎，包括空間飛行、空間探測和空間開發等幾個方面。

探索空間的歷史

人類觀測太空的歷史幾乎和人類有記載的歷史一樣悠久。遠古時代，人類觀測太空既有占卜的需求，也有生產方面的需求。然而，這些樸素的探究和思辨在尼古拉·哥白尼出現之前都是在黑暗中摸索。1609 年，伽利略首次將望遠鏡指向太空，延伸了肉眼可觀測的距離，開啟了人類觀測空間的新起點。之后，肉眼能夠觀測的頻譜范圍也得到了擴展，觀測的頻段從可見光逐漸發展到全電磁波的譜段。

20 世紀以來，短波無線電遠程通信試驗的成功、電離層的發現、宇宙線的觀測、磁暴和電離層暴27 天重現性與太陽自轉有關的發現，以及等離子體振蕩的發現等促進了理論研究的發展。

20 世紀50 年代以后，在大量地面臺站、氣球和火箭觀測及長期理論研究的基礎上，迫切要求各相關學科之間密切配合，全球性協同觀測以及發展新的探測手段。1957 年，蘇聯首次發射了人造地球衛星，這標志著人類進入了空間時代。從此，許多國家和團體發射了大量的空間飛行器并進行了廣泛的多學科的研究，促使空間科學迅速發展。

20 多年來，人們對近地空間環境進行了大量的普查，發現了地球輻射帶、環電流，證實了太陽風、磁層的存在，發現了行星際磁場的扇形結構和冕洞等；月球探測器和“阿波羅”載人飛船登月，對月球進行了探測和綜合性研究；行星際探測器系列對行星進行了探測，并由對內行星的探測發展到對內外行星的探測；天文觀測衛星系列對太陽、銀河輻射源、河外源在紅外、紫外、X 射線和Y 射線波段進行了探測。在取得上述進展的同時，空間生命科學也相應地迅速發展起來。例如研究人在空間長期生存的一系列問題，包括在失重、超重、高能輻射、節律改變等條件下人體的適應能力等。

20 世紀70 年代后期，空間科學的發展進入了更高的階段。這主要表現為對重大科學課題的研究更有針對性，并能制定周密的探測與研究計劃，同時加強了理論研究；開展廣泛的國際合作，進行全球性的協同探測與研究。航天飛機的出現，開辟了空間科學史的一個新紀元，成為空間時代第二階段的標志。

空間科學對人類社會的影響

空間科學始于1957 年人類發射第一顆人造地球衛星。60 多年來，空間科學及其技術從三個方面深刻影響著人類社會。

第一個方面是空間科學及其探索極大地豐富了人類對地球所在的太空環境和宇宙演化的認知，并從地球這個人類的搖籃向外邁出了第一步，登上了月球。

第二個方面是極大地改變了人類的日常生活，無處不在的衛星通信、衛星電視直播、衛星導航定位以及依靠衛星對地球觀測的天氣預報和災害預報，成為我們日常生活中必不可少的要素，離開了這些技術系統我們甚至無法正常生活。

第三個方面就是在國防安全領域，太空已經成為最重要的戰略制高點，現代化戰爭的較量實際上已經從地面上升到了空間。

空間科學繼續引領著人類社會發展，不斷開辟新的前沿、呈現新的趨勢。未來空間科技將在不斷創新發展中繼續促進經濟高速發展，并通過與信息科技等領域的交叉融合產生新的應用，從而進一步提高人類生活質量。

探索與發現的不竭源泉

空間科學涉及太陽系和宇宙的起源演化、物質結構、生命起源、人類生存環境等基本和重大基礎科學問題，也包括在空間特殊或極端條件下研究物質運動規律的基礎科學問題，是當代基礎科學研究的前沿領域之一。

基礎研究是科學之本、技術之源。基礎科學研究水平是衡量科技發展水平最重要的指標，是創新型國家的標志性要素，科技發達的國家無不將基礎研究實力作為國力競爭中最重要的部分。基礎科學研究所體現的追根求源、探索真理、創新思維、科學精神，以及科學方法和科學素養的傳播形成，是一個國家、一個民族文明發展、興旺發達的基礎和重要標志。空間科學在實際應用方面已取得了很大進展，如在通信、導航、測地、氣象觀測、遙感等方面。空間的開發和利用已向人類展示了美好的前景。