2010年3月31日，國務(wù)院第105次常務(wù)會議審議通過了中國科學(xué)院“創(chuàng)新2020”規(guī)劃，并明確要求通過組織實(shí)施戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，形成重大創(chuàng)新突破和集群優(yōu)勢。就即將啟動實(shí)施的空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等方面的問題，中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任吳季研究員接受了記者的專訪。

　　《科學(xué)時報(bào)》：實(shí)施空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的意義是什么？

　　吳季：空間科學(xué)是以航天器為主要平臺，研究發(fā)生在日地空間、行星際空間乃至整個宇宙空間的物理、天文、化學(xué)以及生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)?？臻g科學(xué)開展的有關(guān)宇宙、生命的起源與演化和基本物理規(guī)律的探索，是蘊(yùn)含重大科學(xué)突破的前沿科學(xué)領(lǐng)域。

　　當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的歷史已充分證明，大量的科學(xué)突破和發(fā)現(xiàn)來自于對宇宙和太空的探索。如20世紀(jì)90年代以來，借助哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，人類發(fā)現(xiàn)了大量的未知天體，將人類的視界延伸到了137億光年的距離，幾乎達(dá)到了宇宙自身自大爆炸以來膨脹的尺度，并使宇宙學(xué)研究尺度到了精確研究的階段。

　　特別是2003年以來，威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）對宇宙微波背景輻射的精確測量，以及斯隆數(shù)字巡天（SDSS）對大尺度結(jié)構(gòu)和超新星的觀測等研究成果，更加堅(jiān)實(shí)有力地支持了以暗物質(zhì)和暗能量為主導(dǎo)的暴漲宇宙模型。

　　2002年、2006年諾貝爾物理學(xué)獎分別授予了成功探測到中微子、發(fā)現(xiàn)宇宙X射線源和發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射的黑體形式與各向異性的四位空間科學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家，以表彰他們在增進(jìn)人類對宇宙的了解和認(rèn)識方面所作的突出貢獻(xiàn)。

　　空間科學(xué)不僅是探索太空奧秘、拓展認(rèn)識能力、推進(jìn)人類文明進(jìn)步的重要學(xué)科，也是促進(jìn)航天技術(shù)創(chuàng)新，服務(wù)國家安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)和平利用太空和提升國家地位的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

　　空間科學(xué)對航天技術(shù)具有全面的、顯著的牽引和帶動作用。每一項(xiàng)空間科學(xué)任務(wù)都是非重復(fù)性的，要實(shí)現(xiàn)空間科學(xué)任務(wù)目標(biāo)就必須進(jìn)行新的設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新，空間科學(xué)任務(wù)對特殊軌道設(shè)計(jì)、探測器姿態(tài)穩(wěn)定度、平臺與載荷一體化設(shè)計(jì)、遙科學(xué)等方面不斷對航天技術(shù)提出新的需求，一項(xiàng)空間科學(xué)任務(wù)的實(shí)施能夠催生一批新的航天技術(shù)。

　　空間科學(xué)致力于發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證新的空間現(xiàn)象和規(guī)律，如研究太陽系與人類的關(guān)系等重大應(yīng)用科學(xué)問題，這將增強(qiáng)人類對太陽和日地系統(tǒng)及其變化規(guī)律的科學(xué)認(rèn)識，提高人類應(yīng)對自然災(zāi)害、維持與自然和諧共存的能力，為人類社會的長期可持續(xù)發(fā)展提供保障和支撐；同時空間科學(xué)所發(fā)現(xiàn)的新知識、新規(guī)律將為空間應(yīng)用提供源源不斷的動力，極大拓展空間應(yīng)用的范圍，服務(wù)國家安全與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

　　科學(xué)無國界，空間科學(xué)因其和平、開放、共享性質(zhì)和貢獻(xiàn)新的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)知識，因此也是我國和平利用空間的重要窗口和體現(xiàn)大國責(zé)任、樹立國際形象的重要舞臺。2010年，國際宇航科學(xué)院授予我國雙星計(jì)劃和歐空局星簇計(jì)劃合作團(tuán)隊(duì)“杰出團(tuán)隊(duì)成就獎”，以表彰他們在空間科學(xué)領(lǐng)域所作出的突出貢獻(xiàn)，這是我國首次獲得的航天領(lǐng)域國際重大科技獎項(xiàng)，凸顯了我國為和平利用空間所作出的貢獻(xiàn)和努力，極大提高了我國的國際地位和影響力。

　　我國自發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星以來，航天技術(shù)已有了很大的發(fā)展，加速發(fā)展空間科學(xué)的基本技術(shù)條件已經(jīng)具備。我國的空間科學(xué)家長期使用國外科學(xué)衛(wèi)星探測數(shù)據(jù)，也已經(jīng)建立了初步的研究隊(duì)伍和力量。但是由于缺少自主的科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃和第一手的探測數(shù)據(jù)，科學(xué)家原創(chuàng)性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)還比較少，原創(chuàng)性的科學(xué)思想也不能快速、直接得到驗(yàn)證?？臻g科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃對空間技術(shù)發(fā)展的獨(dú)特的牽動和引領(lǐng)作用也沒有充分發(fā)揮出來。實(shí)施空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（簡稱空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)），將促進(jìn)我國空間科學(xué)跨越發(fā)展，縮小和盡快彌補(bǔ)我國在前沿基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和具有潛在應(yīng)用意義的空間知識創(chuàng)新方面與國外的差距，為我國航天技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。

　　《科學(xué)時報(bào)》：空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)都將開展哪些方面的研究？預(yù)期目標(biāo)是什么？

　　吳季：空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)是2011年1月中國科學(xué)院首批啟動的戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)之一。為保證我國空間科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展，空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)的研究內(nèi)容覆蓋了從科學(xué)思想的提出到獲取科學(xué)成果的全過程。包括開展空間科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的研究，創(chuàng)新概念研究和相關(guān)探測技術(shù)預(yù)先研究，空間科學(xué)衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)研究，空間科學(xué)衛(wèi)星的研制、發(fā)射和運(yùn)行以及科學(xué)衛(wèi)星上天后的科學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用，構(gòu)成空間科學(xué)任務(wù)從孵育、前期準(zhǔn)備、技術(shù)攻關(guān)到工程研制、成果產(chǎn)出的完整鏈條。

　　“十二五”期間，空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)將重點(diǎn)針對黑洞的性質(zhì)和極端條件下物理規(guī)律、暗物質(zhì)的性質(zhì)、空間環(huán)境下的物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律和生命活動規(guī)律、太陽爆發(fā)等太陽活動對地球空間環(huán)境的影響和檢驗(yàn)量子力學(xué)完備性等方面開展研究，通過自主和國際合作科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)科學(xué)上的重大創(chuàng)新突破，帶動相關(guān)高技術(shù)的跨越式發(fā)展，發(fā)揮空間科學(xué)在國家發(fā)展中的重要戰(zhàn)略作用；同時遴選 “十三五”擬發(fā)射的空間科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目，突破相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，使其具備工程立項(xiàng)條件；制定空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃，提出新的空間科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)概念，在影響空間科學(xué)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)方面取得突破。

   十二五”期間，空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)將部署以下7個研究項(xiàng)目。

　　硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡：研究黑洞的性質(zhì)及極端條件下的物理規(guī)律，開展寬波段X射線（1~250 keV）巡天觀測，發(fā)現(xiàn)大批被塵埃遮擋的超大質(zhì)量黑洞和未知高能天體，研究宇宙硬X射線背景輻射的性質(zhì)；對重要天體進(jìn)行寬波段、高靈敏度的定點(diǎn)觀測，測量其時變和能譜特性，研究致密天體和黑洞強(qiáng)引力場中動力學(xué)和高能輻射過程。

　　實(shí)踐十號：利用我國成熟的返回式衛(wèi)星技術(shù)，緊密圍繞國家科技戰(zhàn)略目標(biāo)，結(jié)合國家重大需求，促進(jìn)地面生物工程、新材料等高技術(shù)發(fā)展和基礎(chǔ)物理、生命科學(xué)等基礎(chǔ)研究取得突破，推動我國空間微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)發(fā)展。

　　量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星：在高精度的捕獲和跟瞄系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行衛(wèi)星與地面之間量子密鑰分發(fā)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面之間量子保密通信試驗(yàn)；在地面建立兩個局域的光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)組建廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)；在衛(wèi)星與地面之間進(jìn)行雙向糾纏分發(fā)，檢驗(yàn)量子力學(xué)的非局域性；利用地面多體糾纏光源，探索地面站與衛(wèi)星之間遠(yuǎn)距離量子隱形傳態(tài)的可行性。

　　暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星：尋找暗物質(zhì)湮滅的證據(jù)，通過高分辨測量高能電子和伽馬射線的能量和方向，確認(rèn)暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù)并研究其物理特性，包括暗物質(zhì)的質(zhì)量及其在空間的分布；通過測量TeV以上的高能電子能譜，研究宇宙線起源；通過測量宇宙線重離子能譜，研究宇宙線傳播和加速機(jī)制。

　　夸父計(jì)劃：研究太陽活動事件對地球空間環(huán)境的影響，利用自行研制的夸父A星與加拿大的兩顆極軌衛(wèi)星，通過國際合作形成對日地關(guān)系連鎖變化的連續(xù)觀測系統(tǒng)——夸父計(jì)劃，探索日地空間系統(tǒng)物質(zhì)和能量的傳輸與耦合過程，預(yù)期在日地系統(tǒng)的能量及擾動的耦合機(jī)制方面實(shí)現(xiàn)重大突破。

　　空間科學(xué)衛(wèi)星背景型號研究：根據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃和發(fā)展路線圖，通過科學(xué)論證，遴選科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目進(jìn)行背景型號研究，開展科學(xué)目標(biāo)凝練、探測方案優(yōu)化和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，為“十三五”科學(xué)衛(wèi)星的工程研制、發(fā)射和獲得科學(xué)成果作準(zhǔn)備。

　　空間科學(xué)預(yù)先研究：通過部署項(xiàng)目集群的方式，對未來的空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃和必需的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行先期研究，開展空間科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究、創(chuàng)新性衛(wèi)星任務(wù)概念研究、前瞻技術(shù)預(yù)研和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、地面驗(yàn)證與標(biāo)定，對部分地面無法驗(yàn)證的有效載荷開展短時飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，以全面推動空間科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新性研究、前瞻技術(shù)預(yù)研和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，為我國空間科學(xué)的長期可持續(xù)發(fā)展奠定科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)，發(fā)揮空間科學(xué)在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域前沿研究和航天高技術(shù)領(lǐng)域的火車頭作用。

　　通過空間科學(xué)專項(xiàng)任務(wù)的實(shí)施，可望在恒星與星系的起源和演化、暗物質(zhì)的性質(zhì)、空間環(huán)境下的物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律和生命活動規(guī)律、太陽爆發(fā)等太陽活動對地球空間環(huán)境的影響和檢驗(yàn)量子力學(xué)完備性等方面取得重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)或突破，深化人類對宇宙和自然規(guī)律的認(rèn)識。同時為“十三五”乃至更長時間段空間科學(xué)的發(fā)展作好技術(shù)準(zhǔn)備、奠定發(fā)展基礎(chǔ)。同時，通過空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)還將培養(yǎng)起一支達(dá)到國際水平的科學(xué)研究隊(duì)伍和先進(jìn)探測儀器的研制隊(duì)伍，建立起我國空間科學(xué)及衛(wèi)星工程項(xiàng)目的技術(shù)支撐和管理體系，建成支撐我國空間科學(xué)發(fā)展的國家級高水平空間科學(xué)中心，為空間科學(xué)今后的持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（潘鋒）