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加速空间科学发展 建设世界科技强国

来源:《红旗文稿》2022/192022-10-13 17:21

  作者:王赤(中国科学院院士,中国科学院国家空间科学中心主任、研究员)

  在举国喜迎党的二十大胜利召开之际,我国“先进天基太阳天文台”(ASO-S,夸父一号)科学卫星从酒泉发射升空,将为破解影响人类航天、通讯、导航等高技术活动的太阳爆发与太阳磁场关系之谜作出重大贡献。ASO-S是空间科学先导专项的第7个专用空间科学卫星任务,也是中国航天在探索浩瀚宇宙、建设科技强国路上的新里程碑。这一激动人心的时刻,见证了在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下走出了一条有中国特色的空间科学发展道路,增强了构建航天事业新发展格局的信心,坚定了全面建成世界科技强国的决心。

  一、习近平新时代中国特色社会主义思想引领航天强国建设新征程

  党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视科技强国,高瞻远瞩作出建设世界科技强国、航天强国的重大战略部署,作出一系列重要论述和重要批示指示,为我国航天强国建设指明了前进方向。2016年4月,习近平总书记在首个“中国航天日”到来之际作出重要指示:“探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。”他与当时正在天宫一号执行任务的航天员通话时指出:“航天梦是强国梦的重要组成部分”。为加快建设科技强国,实现高水平科技自立自强,在2018年、2021年的两院院士大会上,习近平总书记强调,“基础研究是整个科学体系的源头”,“加强基础研究是科技自立自强的必然要求”,“基础研究要勇于探索、突出原创,推进对宇宙演化、意识本质、物质结构、生命起源等的探索和发现,拓展认识自然的边界,开辟新的认知疆域”。习近平总书记的重要论述深刻阐明了建设航天强国、加强基础研究在实现中华民族伟大复兴中国梦中的重要战略地位和战略意义,是我们奋力创新的战略指引和根本遵循。

  2016年5月,习近平总书记在“科技三会”上发表重要讲话指出,“空间技术深刻改变了人类对宇宙的认知,为人类社会进步提供了重要动力,同时浩瀚的空天还有许多未知的奥秘有待探索,必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展”。第一次将发展空间科学放到了我国航天科技发展的首要位置,我国空间科学进入了新的发展阶段。以空间科学卫星系列为主要标志,中国空间科学开始在新一轮探索太空奥秘的世界竞技舞台上崭露头角。党的十九大提出,加快建设创新型国家,瞄准世界科技前沿,强化基础研究,实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破,为建设科技强国、航天强国等提供有力支撑。实现高水平的科技自立自强,一个重要抓手就是加速发展空间科学,尽快取得一批诺奖级原创科学突破,这是建成航天强国的最主要任务之一。我们将按照习近平总书记的指示要求,切实履行大国责任,通过和平利用太空造福全人类、推动世界航天事业发展,通过空间科学探索为人类产出新知识、开拓新疆域、树立新观念,为社会文明进步作出新的历史性贡献!这是实现中华民族伟大复兴的题中应有之义。

  二、世界级科学突破坚定中国道路信心

  党的十八大以来,我们认真贯彻落实习近平总书记重要指示,以空间科学先导专项为抓手,担起发展中国空间科学卫星系列的历史使命,开展国际一流的建制化空间科学研究,极大地提升了中国科学的国际影响力,实现了中国空间科学的十年跨越。

  “首席科学家+工程两总”空间科学任务新体制成为航天发展新特色。空间科学是我国航天三大主要活动之一。中国航天的自主创新成就成为加速我国空间科学发展的“肥沃黑土地”;空间科学旨在产出“新发现、新规律、新理论、新知识”的初心使命决定了它必须守正创新,更上一层楼。我们认真贯彻落实习近平总书记重要指示,在空间科学先导专项科学卫星系列的研发中,率先创新实践了“首席科学家+工程两总(总指挥+总设计师)”的空间科学任务新体制(即首席科学家主抓两头,提出科学目标、实施科学研究,深度参与研制过程;工程“两总”负责中间,完成科学卫星研制、发射和运行,以工程目标的实现支撑科学目标的达成),并已辐射到我国多个重大航天工程任务的科学应用中,形成了一条具有中国特色的空间科学发展道路。

  高水平空间科学国际合作助力打造人类命运共同体。如果说行星地球是人类诞生的摇篮,那么浩瀚太空就是人类未来赓续发展的新疆域。历史和现实都表明人类已是你中有我、我中有你的命运共同体,外层空间是人类的共同财富,探索、开发、和平利用外层空间是人类共同的追求。当今世界风云变幻,航天事业的发展事关国家安全,空间科学已成为大国间在外空领域深入开展高水平国际交流合作的重要窗口和渠道。空间科学强国友好“过招”、竞争合作成为助力我国快步走近世界空间科学舞台中央的必由之路。以备受国际科学界关注、开创中欧空间科学全方位合作新模式的“微笑卫星”计划为例,2013年5月第九届中欧空间科学合作双边研讨会上,中国科学院和欧洲空间局(ESA)一致同意联合实施一项新的空间科学卫星任务,促进双方空间科学领域的可持续发展,使中欧科学家共同为探索宇宙、造福人类作出重大贡献。经中欧双方联合顶层策划,共同征集遴选,“微笑卫星”计划在13个任务建议中最终胜出。欧洲和中国科学界将在其整个生命周期内联合开展攻关,包括方案设计、工程研制及数据分析与利用,直至取得重大科学成果,最终实现人类首次对太阳风-磁层相互作用的全景成像科学探测。

  世界级空间科学突破推动中国航天事业全面发展。先进的空间科学卫星升空,为获取第一手探测数据奠定不可或缺的物质技术基础。但是,长期以来,我国空间科学工作者只能使用国外二手数据研究。我国空间科学进入新阶段后,局面正在发生根本性的改变。科学家争分夺秒,第一时间投入攻关,正在通过更细的工作率先在若干重要学科领域前沿形成竞争优势、赢得战略主动。例如,国际物理学界普遍认为,揭开暗物质之谜,将是继日心说、万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次基础科学变革。2015年12月17日,暗物质卫星悟空升空。运行不到两年,“悟空”首批科学成果在国际著名学术期刊《自然》上发表,在人类鲜有涉足的1.4太电子伏特(TeV)处发现了异于正常能谱的“奇异”信号!2021年5月“悟空”号团队绘出迄今最精确的高能氦核宇宙线能谱,并观测到能谱新结构,是继精确测量电子能谱、绘制高能质子宇宙线能谱后,第三次发布重要科学结果,标志着我国空间高能粒子探测已跻身世界最前列!

  如果说暗物质探测代表了空间科学前沿的一个制高点,我国空间科学的世界级科学突破正呈现多点突破、系统跨越的态势。“慧眼”号2020年国际首次直接测量到宇宙最强磁场,2022年7月再次刷新观测记录!利用墨子号科学卫星,我国科学家在任务设计寿命期内就在国际上率先实现千公里级星地双向量子纠缠分发、星地量子密钥分发和地星量子隐形传态实验,而且在任务拓展阶段又完成引力诱导量子纠缠退相干实验,构建了天地一体化广域量子密钥通信网络,使我国牢牢占据了空间量子科学研究领域的主导和引领地位。

  探月工程和天问一号任务的成功实施为中国行星科学研究快速追赶上国际先进水平提供了重要平台。嫦娥四号任务是人类首次在月球背面着陆与巡视探测,发现了来自月球深部的物质成分,揭示了着陆巡视区精细的地质层序,获取了着陆区月表空间环境特性,为丰富月球科学知识作出了“独一无二”的历史贡献。根据嫦娥五号采样返回的玄武岩和月壤样品,我国科学家不仅证明了月球直至19.6亿年前仍存在岩浆活动,使此前根据阿波罗任务等推断的月球地质寿命延长了约10亿年;而且排除了嫦娥五号着陆区岩石初始岩浆熔融热源来自放射性生热元素克里普矿物(KREEP)的主流假说。这些科学成果已为完善月球演化历史提供了关键科学证据。目前,探月工程四期“无人月球科研站基本型”和天问二号“小行星采样返回与主带彗星环绕探测”任务均已启动,日益重视科学目标牵引和成果产出导向,我们有信心为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知作出重要贡献。

  三、构建发展新格局空间科学要只争朝夕

  当前,新一轮科技革命正在重构全球创新版图,世界百年未有之大变局和世纪疫情交织,中美科技竞争影响深远。我国政通人和,已迅速成长为世界第二大经济体,综合国力显著提升,新时代全面建成社会主义现代化强国“两步走”的发展战略明确,中国空间科学超越发展迎来重大窗口机遇期。我们必须贯彻新发展理念、构建空间科学新发展格局,谋定后动、勇攀高峰。

  尽快梳理我国空间科学发展规划研究成果,对标对表建设世界科技强国的战略擘画,牵头制定发布国家空间科学发展规划纲要。中国科学院是国家战略科技力量的主力军,是我国空间科学研究的发源地。在建设航天强国、世界科技强国的历史使命面前,我们以实际行动认真落实习近平总书记的重要指示精神,在中国科学院党组的领导下,以加速我国空间科学发展为己任,开展了空间科学强国指标体系研究,给出了率先建成空间科学强国的总施工图、总台账、时间表和路线图:至2035年在暗物质、暗能量与时空本质,太阳活动对地球空间环境影响、太阳系的起源和演化等重大前沿取得原创性成果,成为航天强国基本建成的重要标志;至2049年成为世界主要空间科学中心和创新高地,让发达的中国空间科学成为科技强国建成的重要标志。

  加快部署未来专用空间科学任务,突出科学引领、强化载人航天与深空探测重大专项的空间科学和应用。用5到10年时间在航天领域率先构建空间科学、空间技术、重大工程融合的新发展格局,从根本上改观“空间技术发展最好,空间科学相对最弱”的现状,实现全面发展。根据我国国情,我们有理由从容自信、保持战略定力,继续发挥新型举国体制优势,明确方向、突出重点,直面宇宙演化、物质结构、生命起源等重大科学问题开辟的新前沿,出好成果、出大成果。可以预期,随着科技部、基金委对中国航天发展的进一步“雪中送炭”,强化并打通空间科学基础研究的最后一公里,科学卫星和相关航天重大专项终将“胜利会师”于空间科学大发现、大突破之巅,在空间引力波探测、宇宙黑暗时代、地外生命探寻、日地关系、全球变化、载人空间探索等国际科学前沿热点上做出特色成绩来。在空间科学多信使探索宇宙的新窗口开启之际,深刻把握世界空间科学发展大势,加大国家财政空间科学投入力度,催生一批革命性基础研究突破,实现我国空间科学新阶段的新跨越。

  当前,我国空间科学发展迎来了天时、地利、人和的发展新机遇。2016年以来,空间科学任务的重要进展先后多次入选习近平总书记新年贺词、党和国家的重要文件,充分体现了党中央和全国人民对空间科学发展的大力支持和殷切期望。一大批空间科学领军人物和中青年航天科技人才迅速成长起来,他们充满家国情怀,传承“两弹一星”精神、载人航天精神和探月精神,思想过硬、奋勇创新,不断开辟新领域、提出新理论、探索新方法,以无垠太空为“纸”,书写诸多世界级优秀科学论文,是可信赖的空间科学高质量发展“第一生产力”。

  人类在浩瀚的宇宙面前是渺小的,但人类的空间科学探索精神是伟大的。至本世纪中叶,仅余不到30年光景,前景光明励人、任务十分繁重。我们认真学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,作为国家队、国家人,心系国家事、肩扛国家责,正以时不我待的紧迫感、舍我其谁的责任感,建成了世界知名的中国空间科学及其卫星工程项目的总体研究机构(NSSC);发挥空间科学发展引领者、先行者、主力军的重要作用,坚持空间科学“全国一盘棋”,团结全国院所高校优秀力量,集结全国空间科学界的智慧,围绕极端宇宙、时空涟漪、日地全景和宜居行星等科学主题开展前沿探索,奋力取得开拓性进展。

  虽比高飞雁,犹未及青云。在以习近平同志为核心的党中央的坚强领导下,未来我们终将不负韶华、不负时代,树立起人类太空探索新丰碑,为推动构建人类命运共同体作出开拓性贡献!

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