科學衛星閃耀太空

　　自1970年成功發射第一顆人造衛星“東方紅一號”至今，我國已初步形成遙感、通信廣播、氣象、科學探測與技術實驗、地球資源和導航定位等六大衛星系列。其中，科學實驗衛星從探索無盡的宇宙，到追尋微觀粒子和生命起源，為我國空間科學研究作出了突出貢獻。

　　從我國誕生最早、家族成員最為龐大，并廣泛用于科學探測與技術實驗的“實踐號”衛星家族，到暗物質衛星“悟空”、量子科學實驗衛星“墨子號”等發起對基礎科學領域的揭秘與探索，再到貼近生活觀測的“碳衛星”橫空出世……如今，浩瀚宇宙中中國的科學衛星格外閃亮耀眼。

　　從無到有：“實踐”家族大顯神威

　　早在1971年3月3日，我國第一顆科學實驗衛星“實踐一號”成功發射，在太空中工作長達8年之久。在軌期間，“實踐一號”衛星進行了高空磁場、X射線、宇宙射線等空間物理環境參數測量，是我國第一次直接探測宇宙空間環境，也為我國設計和制造長壽命衛星提供了寶貴經驗。

　　40多年過去，“實踐號”衛星家族日益龐大，作用也越來越廣。早先主要開展空間環境探測、星間測量和通信等科學與技術實驗。到了“實踐八號”，還搭載了215公斤蔬菜、水果、谷物和棉花種子上天，探測宇宙輻射和失重環境可能對種子發芽產生的影響，為農業服務。去年4月，我國首顆微重力返回式科學實驗衛星“實踐十號”發射升空，它將在軌道上利用太空微重力等特殊環境，完成19項科學實驗。其中，科研人員首次開展了微重力條件下的造血干細胞和神經干細胞三維培養研究、哺乳動物早期胚胎發育研究等空間生命科學研究，將為人類疾病的有效預防以及長期空間活動的生殖發育健康和繁衍等提供科學依據。

　　“空間科學是基礎科學探索的前沿，每走一步都可能有重大突破。”中科院國家空間科學中心主任吳季認為，基礎科學是其他所有科學技術的基礎，對其他學科都有帶動作用，有了原理的突破才有技術的實現。雖然可能三五年都看不到直接效果，但是它所起到的作用是潛移默化的。

　　正是基于這樣的考慮，近年來，我國航天發射數量逐年增加，2016年的航天發射活動多達20余次，其中用于支撐基礎科學前沿探索的衛星數量明顯增加。

　　從有到專：先導專項邁步追趕

　　2011年1月，由國務院批準的空間科學先導專項成為中科院首批啟動的戰略性先導科技專項之一，其中包括4顆科學衛星工程，分別是暗物質粒子探測衛星、實踐十號返回式科學實驗衛星、量子科學實驗衛星和硬X射線調制望遠鏡衛星。

　　專項首發的暗物質衛星“悟空”2015年12月17日成功發射，它能夠通過高空間分辨、寬能譜段觀測高能電子和伽馬射線，尋找和研究暗物質粒子，是迄今為止觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優的空間探測器。一年多來，“悟空”發回了20億個有效高能粒子數據，并成功繪制出一張全天伽馬射線圖，這是國際上僅有的3幅GeV輻射天圖之一；

　　2016年8月16日，我國自主研制的世界上第一顆空間量子科學實驗衛星“墨子號”成功發射。在圓滿完成4個月的在軌測試任務后，“墨子號”已經可以在千公里外的外太空，以10kbps（比特率）的速率給地面站分發量子密鑰，比地面同距離光纖量子通信水平提高了15個數量級以上；

　　而計劃于今年內發射的硬X射線調制望遠鏡衛星，將實現寬波段大天區X射線巡天任務，加深對致密天體和黑洞強引力場中動力學和高能輻射過程的認識，使我國高能天體物理觀測研究進入國際先進水平。

　　“這幾顆衛星都在科技創新上與國際并行，甚至在幾項指標上領先世界。我國與他國在航天人才和技術培養方面，特別是深空探測技術的差距正不斷縮小。”吳季認為，通過實施空間科學戰略性先導科技專項，能夠極大地彌補我國在前沿基礎科學發現和具有潛在應用意義的空間知識創新方面的不足，為我國航天技術的發展注入新的活力。

　　從專到實：衛星應用漸入佳境

　　空間科學不僅是探索太空奧秘、拓展人類認知能力、推進社會文明進步的前沿科學領域，也是服務國家安全與經濟發展、提升國際競爭力的有效途徑。

　　2016年12月22日，我國首顆全球二氧化碳監測科學實驗衛星在酒泉成功發射，它將觀察重點地區乃至全球的大氣中二氧化碳濃度1%的細微變化，定期獲取不同季節、不同地區的二氧化碳排放量數據，形成全球二氧化碳分布圖，有效開展氣候變化研究和應對等。

　　中科院空間中心副主任、碳衛星工程副總指揮龔建村指出，“碳衛星”的成功研制和后續在軌穩定運行將對充分了解全球碳循環過程及其對全球氣候變化的影響都具有重要意義，能夠提升我國在氣候變化領域的國際話語權，提高解決溫室效應的能力。

　　去年3月，中科院發布《2016—2030空間科學規劃研究報告》，不僅提出了一系列空間科學研究的階段性目標，并計劃到2030年要發射總計20顆左右的科學衛星；2016年底，我國“十三五”空間科學任務全面啟動，計劃爭取在2020年前后研制發射中歐聯合的太陽風—磁層相互作用全景成像衛星計劃、磁層—電離層—熱層耦合小衛星星座探測計劃、全球水循環觀測衛星、愛因斯坦探針和先進天基太陽天文臺等5顆科學衛星。

　　我國空間科學正在進入歷史上最好的發展時期，我們要把握時機，把空間科學系列衛星計劃納入國家戰略科技項目，確保長期可持續發展，并開展多層次、多種形式的國際合作，加強空間科學教育和人才培養等，實現中國空間科技創新能力的飛躍。“我們不能只做空間知識的使用者，也應成為空間知識的創造者，為人類探索未知世界作出更多貢獻。”吳季說。