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作者:刘振兴 来源:科学时报 发布时间:2011-3-4 7:5:56
实现“十二五”规划纲要推动空间科技跨越发展

 
刘振兴
 
中国科学院空间科学与应用研究中心学术委员会副主任和学位委员会委员,空间物理学家。
 
1929年9月14日生于山东昌乐。1955年毕业于南京大学气象系。1961年获中国科学院地球物理研究所副博士学位。1995年当选为中国科学院院士。中国科学院空间科学与应用研究中心研究员。中国地球空间双星探测计划首席科学家。
 
长期从事磁层物理研究,在地球辐射带理论、太阳风湍流结构、木星磁层磁盘模式、极光区粒子加速、磁层亚暴过程和磁场重联理论研究方面作出了一些新结果。提出的木星磁层磁盘模式,被认为是主要的木星磁盘模式之一。
 
□中国科学院院士、地球空间双星探测计划首席科学家 刘振兴
 
空间科技是牵引和推动国家高新科技发展、显示国家科技实力和竞争能力的重要领域,对我国实现创新型国家,实现经济、社会和国防现代化的战略目标至关重要。近些年来,我国空间科技事业有了迅速的发展,例如双星计划在2010年9月获国际宇航科学院颁发的杰出团队成就奖,12月获国家科技进步奖一等奖,但与国际上空间强国相比还有较大的差距。现在我国只能算是一个空间大国,不是空间强国。目前国际上的几个空间强国,已制定出了2020年至2050年的空间科技发展战略计划。从目前国际上空间科技领域发展的趋势来看,竞争形势日趋激烈。在这种形势下,我国应尽快制订出未来30年至50年的空间科技发展战略目标和计划,力争在2050年前后,实现我国在国际上成为空间强国的目标。
 
实现“十二五”规划目标
 
1.日地空间灾害性空间环境和灾害性空间天气链锁变化过程的探测研究和预报。为了实现这一目标,2020年前应完成已在预研的空间探测项目。在“十二五”前期,发射自主研制的硬X射线调制望远镜,实现中国空间天文卫星零的突破。“十二五”期间实施“夸父计划”,实现从太阳上层大气至地球空间的空间天气因果链探测;实现中—俄合作探测火星环境的“萤火”计划;至“十二五”初期,完成子午工程,形成天基和地基一体化的空间天气监测系统。在“十二五”末期,实施磁层—电离层—热层耦合的小卫星星座探测计划。在“十二五”规划的基础上,开展太阳—行星空间探测预先研究,预研太阳极轨(太阳高纬度)和远离地球的太阳爆发事件的成像探测方案;预研行星(主要是火星)探测目标和探测计划。在空间天气方面,在2020年末期进行新一代天文望远镜的预先研究。各项计划的主要科学产出处于国际先进水平。
 
2.月球探测方面,在2020年之前,逐步实现月球工程第二期(着陆)和第三期(返回)的探测任务,在日—月—地空间环境的研究和月表特性方面取得新的结果,为下一步的登月和深空探测打下好的基础。
 
3.载人航天和空间科学实验方面,在“十二五”初期,利用“实践10号”返回式科学试验卫星数据,开展微重力、空间生命和空间材料等方面的研究。在载人飞船研制和发射的基础上,逐步开展空间实验室的科技研究。到2020年前后,实现我国第一次在自主研制的空间实验室中进行空间科学实验研究,主要是在空间实验室中进行空间微重力、空间生命、空间材料和有关的应用研究。
 
4. 在空间应用方面,实现新一代的气象、通信、海洋、资源、导航和定位等应用卫星系列,进一步提高各项应用卫星的技术水平和运行寿命,显著提高应用效果。在2020年末期,开展空间发电站的预研。
 
5. 开展地球空间环境与太阳—行星空间环境的联合探测;开展地球空间和行星空间环境的比较研究。为了实现这一目标,需要的探测内容和计划是:在日地空间开展太阳高纬度的日冕物质抛射事件和日冕高速流与太阳风相互作用的成像探测;在地球空间进一步开展多卫星星座的多空间层次和多时空尺度的联合探测。在太阳系探测方面,在2025年之前,开展太阳系边缘科学目标的预先研究,2030年前后提出飞出太阳系进入星际空间的科学目标和技术指标;实施自主探测火星的计划。在空间天文方面,在2030年前后,发射一颗新型的天文望远镜。各项计划的研究成果,达到国际先进水平。
 
6.月球探测方面,开展在月球上建立观测基地和载人登月的预先研究。
 
为实现上述目标,需要优先发展的高新技术
 
为了实现地球空间—太阳系的探测和研究目标,必须推动空间技术的迅速发展,目前最需要大力发展的空间技术和能力是。
 
1.飞行器技术:进一步发展卫星磁洁净技术、电洁净技术,防辐射技术,卫星供电技术(包括太阳帆板供电技术和高效能的电池技术);迅速提高卫星的测控技术;迅速发展轻小型和高效能的小卫星技术。
 
2.迅速提高火箭的运载能力,提高入轨精度和姿控技术,保证满足深空探测的要求,包括日—地引力平衡点(L1)探测,行星探测和外太阳系探测等;迅速提高多卫星星座的编队飞行技术。
 
3.推进技术:开发包括太阳帆技术在内的新型先进的航天器推进技术,满足太阳系高纬和超远距离探测的需求。
 
4.迅速提高远距离和海量探测数据返回地面的技术及地面接收设备的能力和水平。
 
5.迅速提高空间探测仪器的自主研制技术,研发新一代的科学探测仪器;迅速提高各类应用卫星上观测设备的研制技术和效益。
 
6.迅速提高数据分析、理论模型和数据模拟的可视化技术。
 
《科学时报》 (2011-3-4 A5 综合)
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