编者按：5月30日是“全国科技工作者日”。围绕我国空间科学的发展和读者关注的相关话题，本刊联合“科普中国”共同策划，特邀中国空间科学学会理事长、中国科学院国家空间科学中心原主任吴季研究员撰写署名文章。

吴季研究员曾任我国“地球空间双星探测计划”应用系统总设计师，国家重大科技基础设施“子午工程”总经理，中俄火星联合探测计划“萤火一号”首席科学家，嫦娥一号、三号探测器有效载荷总指挥，中国科学院空间科学先导专项（一期）负责人，在中国微波遥感和空间科学探测领域作出了突出贡献，当选俄罗斯科学院（PAH）外籍院士、国际宇航科学院（IAA）院士、美国电子与电气工程师协会（IEEE）会士，曾获国际空间研究委员会国际合作奖、中国航天基金奖特别奖等。

近年来，我国航天强国建设迈出坚实步伐，“嫦娥”揽月、“北斗”导航、“祝融”探火、“天宫”遨游苍穹……航天事业不断取得新突破。作为我国航天事业发展的重要组成部分，空间科学的意义在于创新突破，探索宇宙规律，造福人类。“悟空号”“墨子号”“夸父一号”等空间科学卫星奔赴太空，通过自主科技创新，探秘寰宇，已取得系列重大科学发现。

我国空间科学的起步与飞跃

空间科学是利用各类航天器研究行星地球、日地空间、太阳系乃至整个宇宙的形成与演化，生命的起源与进化，物质结构等重大科学问题的交叉性、综合性新兴科学领域。空间科学早已成为国家航天强国战略的重要组成部分。

尽管中国航天几乎与世界航天同时起步，但我国的空间科学发展历史较短，大致可分为三个阶段：2000年之前的摸索阶段、2000—2016年的起步阶段、2016年以后的空间科学新时代阶段。

2000年之前，我国空间科学发展尚处于摸索阶段，缺少自主研发的空间科学卫星，多利用国外的开放性数据，发射的卫星更多偏重于工程性的目标，真正由科学家提出的、以自主科学研究为目标的科学卫星计划非常少。而构建我国空间科学基础的有效途径，是建立我国空间科学卫星系列，通过科学卫星获取科学探测数据，方能推动基础理论研究，解决重大科学问题。2003年12月、2004年7月，中国发射了首个以科学目标牵引立项的科学卫星计划——“双星计划”两颗卫星：近地赤道区卫星（TC-1）和极区卫星（TC-2）。

首个以科学目标牵引立项的科学卫星计划——“双星计划”卫星实物

2009年，中国科学院公布的《中国至2050年空间科技发展路线图》指出，空间科技在国家发展中的重要战略作用亟待发挥。利用自主研发的空间科学卫星，中国科学家通过创新实践开展自主创新研究，探求基本科学原理，获得科学成果。

随着我国经济实力的不断增强和空间科学研究走向深入，在中国科学院的支持下，中科院空间科学战略性先导科技专项（以下简称“空间科学先导专项”）于2011年应时顺势立项，正式启动实施。专项一期包括公众所熟知的“悟空号”“墨子号”“慧眼号”和“实践十号”返回式科学实验卫星等。

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视基础研究，不断强化顶层设计和系统布局，深化科技体制改革，我国基础研究在国家创新体系中的地位日益重要，问题导向、目标导向与自由探索相结合的基础研究格局加快形成。2016年，习近平总书记在“科技三会”上发表的重要讲话中指出，“必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展”，为我国空间科学研究指明了方向。空间科学家们坚定地担起我国空间科学发展的重任，中国空间科学进入了快速发展的新时代。

中国科学院实施的空间科学先导专项（二期），部署的科学卫星工程包括爱因斯坦探针（EP）、先进天基太阳观测台“夸父一号”（ASO-S）、中国科学院—欧洲空间局（ESA）联合研制“太阳风—磁层相互作用全景成像卫星”的“微笑计划”（SMILE）、引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星“怀柔一号”（GECAM）等四个新的空间科学卫星任务。

空间科学先导专项建立的科学卫星系列，为中国科学家开展使命驱动的建制化空间科学基础研究提供了前所未有的先进平台，使中国空间科学的发展第一次有了系统性的支持计划，形成了从原创科学思想至产出重大科学成果的全链条构造，将有效推动更多重大创新科研突破，带动相关高新技术的跨越式发展。

迈入新时代，中国已成为世界第二大经济体，在科技创新领域发挥举国体制优势，一方面重视、开展了基础科学研究大工程建设，借助大科学装置，获取更多原始数据资源；另一方面改进了基础研究的范式，广泛应用人工智能等前沿科技，进行大规模数据分析，推动空间科学研究取得跨越性的进展。基础研究作为科技创新关键突破口的作用日益凸显，空间科学的基础研究持续发展。

由此，我国空间科学家改变了以往基础科学研究“单打独斗”、重大成果突破较少的局面，聚集国家、政府及科研机构的力量，形成重大创新突破和集群优势，开展有组织的定向科学研究，为推动航天事业实现高质量发展、构建新发展格局提供了源源不断的创新动能。

空间科学发展登上国际舞台

空间科学与空间技术、空间应用构成航天活动的三大领域。作为前沿牵引的空间科学，在我国经过短短十余年的发展，焕然一新，成就斐然。

中国科学家有丰富的想象力，空间科学研究有很多值得关注的项目。例如，我曾领导研制完成了国际上第一台全尺寸的同步轨道卫星毫米波大气探测仪原理样机，获得了国际上该类仪器最高空间分辨率的图像，该技术正应用于空间科学先导专项（二期）背景型号“鸿蒙计划”（DSL）中。该计划聚焦最为重要的宇宙起源和演化问题，探索第一颗恒星产生的原因。自宇宙大爆炸以来，出现了恒星、星系，恒星周围的行星、地球和生命，这个过程至今已经137亿年，但从宇宙大爆炸到第一颗恒星出现之间的阶段从未被观测到，被称为“黑暗时代”。宇宙大爆炸的余晖传到地球也需要很多年，但通过应用相关技术，如果通过恒星光谱的多普勒频移可以判断这种光是137亿年前的光，那就是宇宙大爆炸之后的光，是恒星出来的第一道光。我参与“鸿蒙计划”并提出利用科学卫星对“黑暗时代”进行观测的方案，经过论证后，再进行科学卫星探测，就有可能获得“黑暗时代”的信息。

空间科学先导专项一期科学卫星示意图

我国空间科学先导专项还有一个重要计划，即寻找地外的“类地行星”。美国已经在太阳系外发现大约5000颗行星，但与地球并不相似，或是有相似之处，但距离地球太远。我国将利用天体测量法去发现离地球更近的、有“宜居带”存在的“类地行星”。

空间科学先导专项建立的科学卫星系列示意图

类似的重大科研项目计划还有十余个。这得益于2011年空间科学先导专项启动之后，我国瞄准重大科学前沿，进行自立自强的科技攻关，进行自主项目遴选和实施，力争赶超国际先进水平。

静止轨道毫米波大气探测仪样机

空间科学先导专项助力中国空间科学家不再停留于旁观者、参与者的角色，而是大步走近世界空间科学舞台的中央，有望在发现暗物质信号，直接探测到低频引力波，探索宇宙黑暗时代和黎明、系外宜居行星、太阳活动及其对地球的影响等科学前沿方向上率先取得突破，不仅将拓展人类认知边界，开辟新的发展疆域，更将树立起人类探索太空的新丰碑。

十余年来，空间科学先导专项不仅担负起发展中国空间科学卫星系列的历史使命，研制发射了多颗专用科学卫星，高质量地完成了多项其他科学实验卫星任务的总体管理，取得了丰硕的科研成果，而且培养了一批优秀的活跃在国际舞台上的中青年科学领军人物和创新团队。

我国空间科学的未来展望

从空间科学卫星系列建立到空间站的科研实验落地，中国人在航天基础性科学方面取得了举世瞩目的成就。未来，我国空间科学研究领域还有很多值得期待的重大项目。2030年之前，我国宇航员将踏上月球进行科学探索；将开展近地小行星采样；我国的探测器将飞向木星，探测木星的卫星；将实现“天问三号”的火星取样返回等。在我国有基础有优势的极端宇宙、时空涟漪、日地全景、宜居行星和太空格物五大科学主题上，加快部署系列科学卫星和相关任务，让空间科学成为高水平科技自立自强的重要抓手，成为航天强国建成的重要标志。

面向建设科技强国、航天强国的时代需求，围绕中国空间科学两大发展战略目标，即“宇宙和生命是如何起源和演化的”和“太阳系与人类的关系是怎样的”，空间科学研究也将聚焦上述五大科学主题，勇闯前沿探索的“无人区”，产出具有重要国际影响的成果。

空间科学是航天技术与基础科学的交叉领域，是实现从“0”到“1”突破的主阵地之一。空间科学广泛的“溢出”效应涉及颠覆性技术创新、产业革命牵引、经济社会发展、国家空间安全和科普传播热点。人们在不远的未来有可能实现去太空旅游的心愿，“太空旅游”或将成为人类未来重要的生活形式。这一科学议题涉及科学与哲学的双重内涵，将给人类带来观念认知的关键性变化，让人深刻地重新认识世界与自我的关系，触发对人类作为命运共同体的思考。中国的人口占世界人口的近五分之一，中国人有自信心，也必将有更多的科研发现，从人类认知宇宙的知识维度贡献更多的中国智慧与力量。

2023年2月21日，习近平总书记在主持中共中央政治局第三次集体学习时强调：“加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求，是建设世界科技强国的必由之路。”这是中央政治局首次以基础研究为主题进行学习，凸显了党中央对基础研究的高度重视。科技自立自强是国家发展的战略支撑，必将激励着广大科技工作者不断激扬斗志、锐意进取，坚定信念、孜孜以求，推动我国航天事业自主创新，为建设航天强国贡献力量，增进人类对宇宙的认识，让科学之光闪耀世界，科技成果造福人类。

（作者：吴季 中国空间科学学会理事长，中国科学院国家空间科学中心研究员；供图：中国空间科学学会、中国科学院国家空间科学中心）

（责任编辑：陶恒）