空间科学
——探索与发现之源

从女娲补天、夸父追日的神话传说到李白“举杯邀明月”的文学想象，怀揣飞天梦想的中国人，走过了一条坚定而漫长的探索之路。自20世纪60年代以来，全球开展了800余次空间科学与探索任务。人类“足迹”已遍布太阳系八大行星、多个小天体、恒星际空间等，人类“眼界”已接近138亿光年，对宇宙的探测进入电磁波、引力波、中微子等多信使天文学时代。

空间是与时间相对的一种物质客观存在形式，由长度、宽度、高度、大小表现出来。空间科学以航天技术为基础，包括空间飞行、空间探测和空间开发等几个方面。

探索空间的历史

人类观测太空的历史几乎和人类有记载的历史一样悠久。远古时代，人类观测太空既有占卜的需求，也有生产方面的需求。然而，这些朴素的探究和思辨在尼古拉·哥白尼出现之前都是在黑暗中摸索。1609 年，伽利略首次将望远镜指向太空，延伸了肉眼可观测的距离，开启了人类观测空间的新起点。之后，肉眼能够观测的频谱范围也得到了扩展，观测的频段从可见光逐渐发展到全电磁波的谱段。

20 世纪以来，短波无线电远程通信试验的成功、电离层的发现、宇宙线的观测、磁暴和电离层暴27 天重现性与太阳自转有关的发现，以及等离子体振荡的发现等促进了理论研究的发展。

20 世纪50 年代以后，在大量地面台站、气球和火箭观测及长期理论研究的基础上，迫切要求各相关学科之间密切配合，全球性协同观测以及发展新的探测手段。1957 年，苏联首次发射了人造地球卫星，这标志着人类进入了空间时代。从此，许多国家和团体发射了大量的空间飞行器并进行了广泛的多学科的研究，促使空间科学迅速发展。

20 多年来，人们对近地空间环境进行了大量的普查，发现了地球辐射带、环电流，证实了太阳风、磁层的存在，发现了行星际磁场的扇形结构和冕洞等；月球探测器和“阿波罗”载人飞船登月，对月球进行了探测和综合性研究；行星际探测器系列对行星进行了探测，并由对内行星的探测发展到对内外行星的探测；天文观测卫星系列对太阳、银河辐射源、河外源在红外、紫外、X 射线和Y 射线波段进行了探测。在取得上述进展的同时，空间生命科学也相应地迅速发展起来。例如研究人在空间长期生存的一系列问题，包括在失重、超重、高能辐射、节律改变等条件下人体的适应能力等。

20 世纪70 年代后期，空间科学的发展进入了更高的阶段。这主要表现为对重大科学课题的研究更有针对性，并能制定周密的探测与研究计划，同时加强了理论研究；开展广泛的国际合作，进行全球性的协同探测与研究。航天飞机的出现，开辟了空间科学史的一个新纪元，成为空间时代第二阶段的标志。

空间科学对人类社会的影响

空间科学始于1957 年人类发射第一颗人造地球卫星。60 多年来，空间科学及其技术从三个方面深刻影响着人类社会。

第一个方面是空间科学及其探索极大地丰富了人类对地球所在的太空环境和宇宙演化的认知，并从地球这个人类的摇篮向外迈出了第一步，登上了月球。

第二个方面是极大地改变了人类的日常生活，无处不在的卫星通信、卫星电视直播、卫星导航定位以及依靠卫星对地球观测的天气预报和灾害预报，成为我们日常生活中必不可少的要素，离开了这些技术系统我们甚至无法正常生活。

第三个方面就是在国防安全领域，太空已经成为最重要的战略制高点，现代化战争的较量实际上已经从地面上升到了空间。

空间科学继续引领着人类社会发展，不断开辟新的前沿、呈现新的趋势。未来空间科技将在不断创新发展中继续促进经济高速发展，并通过与信息科技等领域的交叉融合产生新的应用，从而进一步提高人类生活质量。

探索与发现的不竭源泉

空间科学涉及太阳系和宇宙的起源演化、物质结构、生命起源、人类生存环境等基本和重大基础科学问题，也包括在空间特殊或极端条件下研究物质运动规律的基础科学问题，是当代基础科学研究的前沿领域之一。

基础研究是科学之本、技术之源。基础科学研究水平是衡量科技发展水平最重要的指标，是创新型国家的标志性要素，科技发达的国家无不将基础研究实力作为国力竞争中最重要的部分。基础科学研究所体现的追根求源、探索真理、创新思维、科学精神，以及科学方法和科学素养的传播形成，是一个国家、一个民族文明发展、兴旺发达的基础和重要标志。空间科学在实际应用方面已取得了很大进展，如在通信、导航、测地、气象观测、遥感等方面。空间的开发和利用已向人类展示了美好的前景。