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《自然》:中国成为空间科学超级大国的旅程

 
 
《自然》:中国成为空间科学超级大国的旅程  
 

原文以China’s quest to become a space science superpower为标题

发布在2017年7月26日的《自然》新闻专题上

原文作者:Jane Qiu

在跨越了多个空间飞行的里程碑后,中国正在建立自己在空间科学上的国际声誉。

一进燕郊的国家空间科学中心,时间仿佛也加快了脚步。在这个中国科学院新落成的园区里,研究员们步履匆匆,期待着中国第一个X光望远镜的发射。指挥中心里,巨大的屏幕上循环播放着中国航空的几项重大里程碑。工程师们聚精会神地盯着电脑屏幕,中央电视台的工作人员则带着摄像机,为一部讲述中国崛起为航天巨头的纪录片拍摄素材。墙上挂满了鼓励的标语:“严肃认真 周到细致 稳妥可靠 万无一失”。

《自然》:中国成为空间科学超级大国的旅程

这艘长征七号火箭四月向天宫二号太空实验室发射了一艘货运飞船。

VCG/Getty

对中心主任吴季来说,这个占地19.4万平方米,投资9.14亿元的园区代表了中国在空间科学上的成熟。吴主任告诉我们,在过去的几十年里,中国成功地将卫星和宇航员送入太空,把探测器送上月球,但是并没有利用这些优势做太多科学研究工作。现在就不一样了。“在空间科学的领域里,”他说,“我们还刚刚进场。”

中国正迅速让自己成为这项领域里的领军人物。2013年,干质量达1.2吨的嫦娥三号在月球降落,并送上了一架月球车。车上的测月雷达能够穿透月壤,以史无前例的分辨率探测月球的地下结构。2016年9月中国发射的最新的太空实验室运载了十余项科学载荷。除此之外,近两年来还发射了四次运载火箭,将空间物理等领域的实验送上了太空,其中一枚卫星正在进行世界尖端的量子通信实验。

中科院和其他机构的这些工作所产生的影响远远超越了国界。“中国的空间科学项目非常活跃,非常创新。”欧洲空间局(ESA)的局长Johann-Dietrich Wörner说,“它们处在科学发现的最前沿。”接下来十年里还有很多令人引颈以待的项目,包括从月球采样的实验、中科院和欧空局对太空气候的合作研究,以及探测暗物质和黑洞的开创性项目。

虽然进展迅速,中国的很多研究者们对中国在空间科学上的未来仍有所担忧。7月2日,一枚运载通信卫星的长征五号火箭发射失败。这为接下来使用同型火箭进行的探月计划蒙上了一层阴影。而远方还有更大的乌云。“国际和国内两方面的挑战都很艰巨。”中国国家天文台副台长,探月计划资深设计师李春来说。中国在国际合作上经常被排挤。由于美国法律规定美国国家航空航天局(NASA)不得和中国合作,因此中国近年来必须和美国争抢合作伙伴。在国内,政府并没有为空间科学制定战略计划,也没有长期的财政拨款。“问题不在于中国现在做得怎么样,”李台长说,“而在于这样的势头能持续多久。”

探月

中国进入太空是从一首歌开始的。1970年,中国的第一颗人造卫星从近地轨道将爱国歌曲《东方红》传回了地球。但是,中国在航天领域真正产生影响力直到1976年文化大革命结束之后才开始。第一个里程碑是1999年的神舟一号。这艘无人实验飞船标志着载人航天项目的开始。从那时起,中国获得了一系列成功,包括将中国宇航员送入太空,以及发射两艘太空实验室。

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“中国的空间项目在短时间内有了巨大的进步。”美国科学院空间研究委员会主席Michael Moloney说。在负责探月工程和行星探索工程的中国国家航天局,以及中国载人航天工程的项目里,科学研究已经占了越来越大的比例。中国最新的太空实验室天宫二号负责开展了一系列科学实验,其中包括一台先进的原子钟和一台被称作POLAR的探测器,用来研究伽马射线暴,也就是恒星坍缩等原因所产生的高能辐射爆发。

中国对月球的前两次探索,也就是2007年和2010年所发射的绕月人造卫星更偏重于工程上的验证而非科学探索,但是到了登月探测器嫦娥三号就不一样了。这艘探测器让中国成为了世界上第三个在月球上软着陆的国家。更重要的是,嫦娥三号的落地点是一处从未被近距离研究过的区域。雷达探测和地球化学分析揭示出了晚至25亿年前的一段复杂的火山喷发史。“这为我们理解月球的历史和深层结构填上了空白的一环。”中国地质大学(武汉)的行星地质学家肖龙教授说。

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