《璀璨星辰探宇宙》课件

璀璨星辰探宇宙欢迎大家来到《璀璨星辰探宇宙》专题讲座在这个信息时代，人类对宇宙的认知正以前所未有的速度扩展，我们将一同踏上探索宇宙奥秘的旅程从浩瀚星空的起源，到中国空间科学的最新成就，我们将深入了解人类如何揭开宇宙的神秘面纱这次讲座将带您领略极端宇宙的奇妙、感受时空涟漪的震撼、欣赏日地全景的壮丽、探寻宜居行星的可能，以及体验太空格物的奇特让我们一起仰望星空，追寻人类最初的好奇与梦想引言人类探索宇宙的旅程远古观星1从石器时代开始，人类就抬头仰望星空，通过观测天象指导农耕生活，各文明都创造了独特的天文历法工具发明2伽利略等人发明望远镜，使人类能看得更远，牛顿、开普勒等人的理论奠定了现代天文学基础航天时代3从1957年第一颗人造卫星发射以来，人类实现了登月、空间站建设、深空探测等重大突破数字化探索4现代空间技术、人工智能与天文观测相结合，人类对宇宙的探索进入了全新阶段人类探索宇宙的历程反映了我们对未知的无尽好奇从最初仰望星空的敬畏，到今天主动探索太空的勇气，这种探索精神一直推动着人类文明不断前进中国正以自己独特的步伐，加入这场人类共同的太空探索事业宇宙探索的历史里程碑人造卫星时代（）1957-1957年前苏联发射世界第一颗人造卫星斯普特尼克1号，揭开了人类太空探索的序幕，太空竞赛随之展开载人航天时代（）1961-1961年加加林成为首位进入太空的人类，1969年阿波罗11号实现人类首次登月，中国于2003年成功发射神舟五号，杨利伟成为首位进入太空的中国航天员太空望远镜时代（）1990-1990年哈勃太空望远镜发射，彻底改变了人类对宇宙的认知，2021年詹姆斯·韦伯太空望远镜发射，将人类视野延伸至更远处深空探测时代（）1970s-旅行者

1、2号探测器飞出太阳系，好奇号和毅力号漫游火星表面，天问一号实现中国首次火星探测，人类探索的脚步不断向更深远处延伸这些里程碑事件不仅标志着人类技术的巨大飞跃，也展示了跨国合作与和平利用外层空间的重要性中国空间科学正从追赶者逐渐成为引领者，为人类探索宇宙贡献着独特智慧现代空间科学的定义与范围空间物理学天文学与天体物理研究太阳与行星间空间的物理过程，包括太阳研究宇宙起源、演化、结构及各种天体现象，风、磁层、辐射带等现象包括恒星形成、黑洞行为、星系演化等空间生命科学研究太空环境对生命系统的影响，包括微重力生物学、太空辐射生物学等探测技术5行星科学开发用于空间探测的各种先进技术，包括观测仪器、卫星平台、数据处理等研究太阳系内行星的形成、演化与特性，包括地质、大气、表面特征等现代空间科学是一门跨学科综合研究领域，它将天文学、物理学、生物学、地质学、化学等多学科知识与航天技术紧密结合通过利用太空环境与视角，空间科学帮助人类更深入地理解宇宙本质与地球生命系统中国空间科学发展规划概述短期规划（至年）2027完成探月工程四期，实施行星探测工程，发射10余颗空间科学卫星中期目标（年）2028-2035持续运营中国空间站，建设月球科研站，发射15项空间科学卫星任务长期愿景（年）2036-20503实施30余项重大空间科学任务，跻身世界空间科学强国行列中国空间科学发展规划秉持自主创新、重点突破、交叉融合、开放合作的方针，立足国家战略需求和科学前沿，构建了分阶段推进的发展路径该规划以五大科学主题为核心，系统布局了月球与行星探测、空间天文与物理、空间地球科学等多个领域这一规划体现了中国走和平发展、合作共赢的空间探索道路的坚定决心，也展示了建设航天强国的战略自信空间科学发展的基本原则自主创新坚持原始创新，努力攻克关键核心技术，建立具有中国特色的空间科学体系，形成具有国际影响力的原创性成果重点突破聚焦国家重大战略需求和科学前沿问题，集中资源实现关键领域和技术的突破，形成引领性科学发现和革命性技术变革交叉融合促进空间科学与地面研究的结合，推动天文学、物理学、生命科学等多学科交叉融合，培育新的学科增长点开放合作秉持人类命运共同体理念，积极参与国际大科学计划和项目，加强国际学术交流与合作，共同解决人类面临的重大科学问题这些基本原则指导着中国空间科学的整体发展方向坚持自主创新是核心，重点突破是方法，交叉融合是路径，开放合作是态度这四大原则相互支撑、相互促进，形成了中国特色的空间科学发展路径空间科学发展的总体目标引领科学前沿在宇宙起源、暗物质、引力波等领域取得重大原创发现建设一流队伍培养具有国际影响力的空间科学家群体掌握核心技术突破空间探测关键技术，构建先进空间科学设施体系国际合作共赢构建开放协同的国际空间科学合作平台中国空间科学发展的总体目标是到2050年，实现从跟跑到并跑再到部分领域领跑的转变，全面建成空间科学强国这一目标将通过体系化布局和持续投入来实现，既服务于国家重大战略需求，又为人类探索宇宙奥秘做出重要贡献这一宏伟目标的实现，不仅将提升中国的科技创新能力和国际影响力，也将为推动人类文明进步提供强大动力五大科学主题概览极端宇宙时空涟漪日地全景探索宇宙起源与演化、暗物质与暗能量、开展空间引力波探测，研究黑洞、中子星全方位研究太阳活动及其对地球的影响，极端状态下的物质形态等前沿问题，揭示等极端天体，验证爱因斯坦广义相对论，建立太阳-地球空间环境监测系统，揭示宇宙本质规律探索原初引力波空间灾害形成机制宜居行星太空格物探索太阳系及系外行星形成与演化，研究行星宜居性条件，寻找利用太空特殊环境开展微重力与强辐射条件下的科学实验，验证地外生命存在的证据物理基本理论，探索新型材料与生命科学研究这五大科学主题既相互独立又有机联系，共同构成了中国空间科学研究的主体框架每个主题下设有多个具体研究方向和任务，形成了清晰的科学路线图和任务规划中国将围绕这五大主题，实施一系列重大空间科学计划和任务，力争在基础科学前沿取得重大突破主题一极端宇宙宇宙起源探索暗物质寻踪高能天体物理研究宇宙大爆炸后的膨胀历利用空间探测器寻找暗物质粒观测伽马射线暴、超新星爆发史，探测宇宙微波背景辐射，子信号，揭示构成宇宙主要物等剧烈宇宙现象，研究极端条解析宇宙最初的物质分布与演质成分的本质与特性件下的物理规律化过程宇宙线探测捕捉来自宇宙深处的高能粒子，追溯其起源与加速机制，研究宇宙极端能量过程极端宇宙主题关注宇宙中最基本的物质组成、最剧烈的物理过程和最神秘的未解之谜通过研究这些极端现象，科学家们试图回答宇宙从何而来、由什么构成以及将如何演化等根本性问题中国计划发射暗物质粒子探测卫星、全天X射线巡天卫星等多个科学卫星，建立覆盖电磁波全波段的空间观测体系，与国际同行共同揭示宇宙奥秘探索宇宙起源与演化宇宙大爆炸元素形成研究宇宙起源于约138亿年前的奇点爆炸，通探索宇宙早期轻元素合成过程和恒星内部重元过空间望远镜观测宇宙微波背景辐射素核合成机制宇宙膨胀星系形成精确测量宇宙膨胀速率，解决哈勃常数张力问观测早期宇宙中的星系形成与演化，研究大尺题，研究暗能量性质度结构的形成机制宇宙的起源与演化是人类最为好奇的基本问题之一中国科学家正计划通过多种空间科学任务探索这一奥秘，包括研制观测宇宙微波背景辐射的专用卫星，以及参与国际合作开展深空巡天观测这些任务将帮助我们理解宇宙大爆炸后的物质演化过程、宇宙大尺度结构的形成，以及宇宙加速膨胀的机制通过对早期宇宙信号的捕捉，我们有望揭示宇宙最初状态的特征，理解宇宙中的物质如何逐渐演化成今天我们所观测到的复杂结构暗物质与极端宇宙研究27%普通物质占比宇宙中可见物质仅占总质能的4%，暗物质约占23%73%暗能量占比推动宇宙加速膨胀的神秘能量形式100GeV探测能域中国暗物质粒子探测卫星的主要探测能量范围年5观测周期预计任务运行时间，期间将进行全天区扫描暗物质是现代物理学和宇宙学中最大的谜团之一虽然我们无法直接观测暗物质，但其引力效应在星系旋转曲线、引力透镜效应和宇宙大尺度结构形成中都有明显体现中国的悟空暗物质粒子探测卫星已经在轨工作多年，搜寻暗物质粒子湮灭或衰变产生的高能电子和伽马射线信号未来，中国还将发射新一代暗物质探测卫星，配备更先进的探测器，覆盖更广泛的能量范围，与国际同行一起寻找暗物质的直接证据，解开这一宇宙之谜宇宙重子物质探测主题二时空涟漪引力波本质探测方法科学意义引力波是时空结构的涟漪，由剧烈加速运动地面引力波探测器如LIGO主要探测频率在引力波探测将帮助人类理解黑洞与中子星的的大质量天体产生，以光速传播爱因斯坦10-1000Hz的引力波，适合观测双黑洞、形成与演化，验证强引力场条件下的广义相在1916年基于广义相对论预言了引力波的存双中子星并合等事件对论，甚至可能探测到宇宙大爆炸后极早期在，但直到2015年才首次被直接探测到的信号，为研究宇宙起源提供关键线索而空间引力波探测器针对频率更低的引力波，可以观测更大质量的黑洞系统以及原初引力波携带着无法通过电磁波获取的独特信引力波中国正在规划建设多个空间引力波息，为人类提供了观测宇宙的全新眼睛探测项目时空涟漪主题聚焦于引力波探测这一前沿领域，通过探测来自宇宙不同时期、不同源的引力波信号，验证引力理论，揭示极端天体物理过程，并可能发现新的物理规律引力波探测的意义开启多信使天文学引力波与电磁波、中微子等共同构成了多信使天文观测体系，提供互补信息，全面解析天文现象2017年观测到的中子星并合事件GW170817同时产生了引力波和电磁辐射，标志着多信使天文学时代的到来探索基础物理规律引力波为检验爱因斯坦广义相对论提供了新手段，尤其在强引力场区域，能够验证引力理论的各种预测通过引力波可以研究引力与量子力学的关系，可能帮助统一这两大基本理论追溯宇宙起源原初引力波携带着宇宙诞生初期的信息，是研究宇宙暴涨和大统一理论的关键线索与宇宙微波背景辐射相比，原初引力波能够让我们窥见更早期宇宙的状态促进技术创新引力波探测需要极高精度的测量技术，推动了激光干涉仪、超稳定结构、惯性传感器等技术的发展，这些技术进步又可应用于其他科学和工程领域引力波探测为人类理解宇宙开辟了全新维度与传统的电磁波观测不同，引力波直接反映了时空本身的扰动，能够穿透尘埃和电磁屏蔽，观测到以往无法看到的宇宙现象中国空间引力波探测计划将与国际同行共同书写这一激动人心的科学新篇章空间引力波探测技术激光干涉测量超稳定编队飞行无拖曳控制系统空间引力波探测器利用高精度激光干涉技术多颗卫星保持精确编队飞行，形成臂长百万为确保测试质量处于真正的自由落体状态，测量空间中自由落体质量之间距离的微小变公里量级的巨型激光干涉仪这种编队飞行探测器需要精密的无拖曳控制系统，消除太化，从而探测引力波引起的时空扰动这一技术需要纳米级的精度控制，是空间引力波阳辐射压、太阳风等各种干扰力的影响，使技术要求激光频率稳定性达到10^-20量级探测的关键挑战之一测试质量只受引力作用空间引力波探测技术是人类航天史上最为复杂和精密的系统之一中国计划建设太极计划（Taiji）和天琴计划（TianQin）两个空间引力波探测项目，已完成关键技术验证卫星发射这些项目将与欧洲的丽莎计划（LISA）共同构建全球空间引力波探测网络，实现不同频段引力波信号的全面观测原初引力波的探索宇宙暴涨期宇宙大爆炸后的极早期（约10^-36秒至10^-32秒），宇宙经历了急剧膨胀，这一过程应产生原初引力波信号特征原初引力波具有独特的频谱和偏振特性，会在宇宙微波背景辐射的B模偏振中留下特征性印记探测方法通过空间微波背景辐射探测器和超低频引力波探测器（频率在10^-18Hz至10^-16Hz范围）搜寻原初引力波信号科学价值成功探测原初引力波将直接验证宇宙暴涨理论，提供大统一理论能量尺度的关键信息，可能彻底革新我们对宇宙起源的认识原初引力波是宇宙大爆炸后极早期的化石，携带着宇宙婴儿时期的信息目前人类尚未直接探测到原初引力波，这是未来空间科学最具挑战性和突破性的前沿课题之一中国科学家正规划设计专门的空间探测器，与国际同行竞争这一重大科学发现如果成功探测到原初引力波，将使人类对宇宙起源的认识向前推进到比宇宙微波背景辐射形成时期（宇宙大爆炸后38万年）早得多的阶段，可能直接窥见宇宙诞生的第一瞬间主题三日地全景理解太阳活动研究太阳磁场、耀斑、日冕物质抛射等现象分析太阳风与行星际空间追踪太阳风在行星际空间的传播与演化探测地球磁层响应研究地球磁层对太阳活动的动态响应过程揭示地球环境影响分析太阳活动对地球气候与人类活动的影响日地全景主题以太阳与地球这对恒星-行星系统为研究对象，构建太阳-日球层-地球的全链条观测网络，研究太阳活动如何影响地球空间环境与气候系统这项研究对于预测和减轻空间灾害风险，保障航天器安全和地面关键基础设施安全具有重要意义中国已建立并运行了多个太阳和空间环境监测卫星，未来将实施太阳风暴-日地关系全景图计划，建设全球领先的日地空间物理研究体系，为人类活动提供空间环境安全保障地球循环系统研究水循环碳循环利用空间遥感监测全球降水、蒸发、水汽传输观测大气二氧化碳浓度分布与变化，追踪碳在和地下水资源变化大气、陆地和海洋间的流动物质循环能量循环跟踪气溶胶、营养物质等在地球系统中的循环监测地球辐射收支，研究全球能量传输与气候过程变化关系地球是一个充满活力的动态系统，各种物质和能量在大气、水圈、岩石圈和生物圈之间不断循环流动空间科学为研究这些全球尺度的循环系统提供了独特视角通过卫星遥感可以全天候、全球范围地监测这些循环过程，获取地面观测难以获取的综合信息中国正在建设陆地-大气-海洋一体化的空间观测系统，通过多颗环境卫星协同观测，全面监测地球系统各组成部分的变化这些数据对于理解全球气候变化机制、评估人类活动影响以及制定可持续发展策略具有重要价值地月综合观测计划多视角观测在地球-月球系统不同位置部署多颗卫星，构建立体观测网络，实现对地球和月球的同步监测这种多视角观测能够捕捉太阳-地球-月球系统的动态交互过程月球作为观测平台利用月球作为稳定的观测平台，部署天文和对地观测设备月球背面电磁环境安静，是进行深空天文观测的理想场所；而月球表面可以持续稳定地观测地球，提供独特的全球视角综合数据分析整合地球观测、空间环境监测和月球探测数据，建立地月空间环境模型，揭示太阳活动对地月系统的综合影响，预测空间灾害性天气新技术验证利用地月系统作为技术试验场，验证深空探测、行星保护、资源利用等关键技术，为更远距离的行星探测奠定基础地月综合观测计划是中国空间科学的特色项目，旨在将地球观测与月球探测有机结合，实现地月系统的整体研究这一计划将与中国的探月工程和空间站建设协同推进，共享基础设施和数据资源通过地月综合观测，我们能够更全面地理解地月系统在太阳活动影响下的变化规律，为人类活动提供更完善的空间环境保障，同时为月球科研站建设和后续深空探测提供科学依据空间天气探测空间天气指太阳活动对地球空间环境产生的各种扰动现象，包括太阳耀斑、日冕物质抛射、地磁暴和极光等剧烈的空间天气事件可能导致卫星损伤、通信中断、导航系统故障，甚至影响地面电网安全中国空间天气探测系统包括太阳观测卫星、日地空间环境监测卫星和地基观测网络，可以实现从太阳表面到地球大气层的全程监测未来，中国将建设更全面的空间天气监测预警系统，形成观测-分析-预报-预警-服务的完整业务链条，保障航天器和地面基础设施安全太阳立体探测技术多视角卫星部署多波段协同观测2在不同轨道位置部署多颗太阳观测卫星，如地球轨道、日地拉格朗日点以及配备可见光、紫外、X射线、射电等多波段观测设备，同时观测太阳大气不同与地球轨道形成一定夹角的日心轨道，实现对太阳的多角度观测层次的活动，构建太阳活动的全面图像三维重构算法实时数据传输与处理利用来自不同视角的观测数据，通过计算机算法重建太阳活动的三维结构，建立高效的数据传输网络和智能处理系统，实现太阳活动的实时监测和预特别是日冕物质抛射的立体形态和传播路径警，为空间环境安全提供保障太阳立体探测是太阳物理研究的前沿技术，能够克服单一视角观测的局限性，全面揭示太阳活动的三维结构和演化过程中国已启动太阳高分辨率立体探测计划，将发射多颗太阳观测卫星，与国际同行合作构建全方位太阳监测网络这一技术将帮助科学家深入理解太阳活动机制，特别是引发空间天气扰动的日冕物质抛射和太阳风暴现象，提高空间天气预报的准确性，为人类太空活动和地面技术系统提供更有效的防护外日球层探测任务探测目标技术挑战科学价值外日球层是太阳风与星际介质相互作用形成外日球层距离太阳约100-150个天文单位外日球层探测将帮助我们理解恒星如何影响的巨大气泡结构，包括终止激波、日鞘层和（约150-225亿公里），探测器需要超过30其行星系统的宜居环境，揭示太阳系如何与日球层顶三个主要边界探测外日球层可以年才能到达这对航天器长寿命设计、能源银河系相互影响，为研究其他恒星系统提供研究太阳系与星际空间的相互作用，理解太供应和通信系统提出了极高要求参照阳对行星系统的远距离影响目前只有美国旅行者1号和2号、先驱者10号这一探测还将提供星际空间环境的第一手资探测任务将重点研究宇宙射线如何进入太阳和11号以及新视野号探测器到达过这一区域料，为人类未来可能的星际探索做准备系，太阳磁场如何屏蔽宇宙射线，以及太阳或正在接近这一区域中国计划在未来20-系在银河系中的防护罩如何运作30年内发射专门的外日球层探测器外日球层探测任务是中国空间科学日地全景主题下最具挑战性的远期计划之一，将是中国航天迈向深空的重要里程碑这一任务需要突破超长寿命航天器设计、低功耗电子学、深空通信等多项关键技术，体现了中国航天的长远视野和战略耐心主题四宜居行星生命起源研究宜居条件探索系外行星搜寻探索地球生命如何起源，以及太阳研究行星宜居性的关键要素，包括寻找太阳系外类地行星，特别是位系中是否存在或曾经存在微生物等液态水存在、大气成分与结构、磁于恒星宜居带内的岩质行星通过简单生命形式火星和木卫二等天场保护、能量来源等通过对比研高精度观测分析其大气成分，寻找体是重点研究对象究揭示地球为何适合生命繁衍生命活动的可能证据行星科学与载人探索为未来人类可能的星际移民做准备，研究如何在月球、火星等天体上建立人类前哨基地，以及行星资源的可持续利用宜居行星主题聚焦于理解行星系统的形成与演化，探索生命起源的奥秘，寻找地外生命存在的证据这一研究从宏观上回答人类在宇宙中是否孤独这一根本问题，从微观上揭示地球生命系统的独特性与脆弱性中国已开展月球与火星探测，未来将逐步拓展到小行星、彗星以及木星系等更远的目标，同时参与国际合作开展系外行星观测，全面推进行星科学研究太阳系考古研究原始小天体研究探测小行星、彗星等太阳系原始小天体，采集并分析其物质样本，重建太阳系早期物质分布与演化历史月球与火星地质分析通过对月球和火星的地质调查，研究太阳系内行星的形成过程和演化历史，对比不同行星的发展轨迹太阳系动力学模拟基于观测数据建立太阳系形成与演化的计算机模型，模拟行星迁移、小天体碰撞等关键事件太阳系化学指纹分析对比分析地球、月球、陨石和其他天体的同位素组成，追溯太阳系物质的起源与混合过程太阳系考古学是一门跨学科研究领域，旨在通过对太阳系天体的探测和样本分析，重建太阳系从原恒星云到现今结构的演化历史这一研究对于理解地球的形成环境、生命起源的物质基础和宜居行星的形成条件具有重要意义中国的嫦娥工程已经实现月球采样返回，未来计划开展小行星采样返回任务这些任务将获取珍贵的太阳系原始物质样本，为太阳系考古研究提供第一手资料，揭示行星系统形成的奥秘，也为理解系外行星系统提供重要参考行星圈层刻画技术轨道地面协同探测-通过轨道器、着陆器和巡视器的协同工作，实现从行星表面到大气层的多层次探测轨道器提供全球视角，着陆器和巡视器提供精细局部数据，共同构建完整的行星圈层图像多波段遥感技术利用可见光、红外、微波、雷达等多种遥感手段，探测行星表面组成、地下结构、大气分层和动力学过程通过多波段数据融合，揭示行星各圈层的物理化学特性和相互作用原位分析与采样返回在行星表面进行就地分析，采集关键区域的岩石、土壤和大气样本送回地球进行精细研究这一双管齐下的策略能够最大限度获取行星科学数据全球监测网络在行星表面建立由多个观测站组成的全球监测网络，长期持续观测行星气象、地震和磁场变化，理解行星整体动力学过程和环境演变行星圈层刻画是行星科学研究的基础工作，旨在全面了解行星的内部结构、表面特征、大气成分与环境条件中国的火星探测任务天问一号实现了绕、落、巡三位一体的探测模式，为火星圈层研究积累了丰富数据未来，中国将继续完善行星探测技术体系，开展火星采样返回、小行星采样返回等任务，逐步建立对太阳系行星的立体化认知框架，为比较行星学研究和宜居行星探索奠定坚实基础地外生命探寻方法寻找液态水液态水被认为是生命存在的必要条件，科学家首先在太阳系内寻找当前或曾经存在液态水的证据生物标志物检测搜索特定有机分子、代谢产物或生物结构等生命活动痕迹，包括氨基酸、核酸、脂质等生命分子气体平衡分析检测大气中的气体组成失衡，如甲烷、氧气等在没有生物活动情况下难以维持的气体组合生物多样性研究分析样本中可能存在的DNA或RNA序列，寻找与地球生命不同的基因结构智能生命信号搜索可能由技术文明产生的无线电信号或其他人为改造环境的证据地外生命探寻是太空探索最激动人心的目标之一目前科学家主要关注太阳系内火星、木卫

二、土卫六等可能适合生命存在的天体，同时也在系外行星中寻找生命迹象中国正在开发一系列生命探测仪器，将应用于未来的火星和外行星系统探测任务需要注意的是，目前的地外生命探测主要针对类地生命形式，以碳基、水依赖的生命为模型未来随着生命科学理论的发展，探测范围可能扩展到非传统生命形式，如硅基生命或完全不同的生物化学系统系外行星探测计划主题五太空格物物理学研究材料科学利用空间环境验证量子力学与广义相对论的基本在微重力环境下制备高品质晶体、特种合金、新原理，探索两者统一的可能路径，研究极端条件型聚合物等地面难以生产的先进材料，研究无对下的物质状态流、无容器条件下的新型材料形成过程流体物理生命科学研究微重力条件下流体的特殊行为，包括表面张研究微重力和空间辐射对生物体的影响，探索太力主导的现象、相变过程、燃烧行为等，为空间空育种可能性，为长期载人深空探测提供生命保应用和地面工业提供理论指导障基础太空格物主题专注于利用太空独特环境开展科学实验，特别是那些在地球环境下难以或无法进行的研究这里的格物源自中国古代哲学，意为研究事物规律以获取知识，体现了这一主题探索基础科学规律的核心目标中国空间站是开展太空格物研究的主要平台，配备了多个专用实验柜和开放实验平台在这里，科学家可以充分利用长期微重力环境，进行从基础物理到应用技术的多种研究，获取地面无法获得的科学数据，推动多学科的创新发展微重力科学研究蛋白质晶体生长燃烧科学软物质与胶体物理在微重力环境下，蛋白质晶体可以生长得更大、更完微重力环境下，燃烧过程不受浮力对流的影响，火焰微重力条件可以抑制沉降效应，使研究人员能够观察美，有助于确定蛋白质的精确三维结构，为药物设计呈球形扩展，氧气和燃料主要通过分子扩散方式供微粒悬浮体系的长时间演化过程，揭示其自组织行为提供关键信息中国空间站已成功培养多种生物大分应这种条件有助于研究燃烧的本质过程，改进燃烧和相变机制这类研究对于理解从生物系统到新材料子晶体，为癌症、心脑血管疾病等重大疾病治疗药物效率和污染控制，开发更清洁的能源技术的广泛物理过程具有重要意义研发提供支持微重力科学是利用太空环境的独特优势开展的前沿研究领域在微重力条件下，地球上常见的重力效应如对流、沉降、浮力等大大减弱，使物质表现出地面环境下难以观察的性质和行为中国空间站提供了稳定的长期微重力实验环境，为科学家开展创新研究提供了理想平台这些研究不仅有助于揭示物质和生命系统的基本规律，也能直接转化为地面应用，促进新材料开发、药物设计、能源技术等多个领域的技术创新中国将继续扩展微重力科学实验能力，推动基础研究和应用开发协同发展量子力学与广义相对论验证空间超高精度原子钟比对空间量子纠缠实验2在空间站和卫星上部署超高精度原子钟，相互比对并与地面原子钟网络比在太空环境中实现远距离量子纠缠态的制备与测量，验证量子非局域性在大对，验证广义相对论中的引力红移效应，探测可能的时空变异信号尺度空间的有效性，探索量子力学与引力理论的边界问题等效原理精密检验太阳系引力场精密测量利用高精度加速度计测量不同物质在太空中的自由落体轨迹差异，验证爱因通过对深空探测器轨道的高精度跟踪，验证太阳系中广义相对论效应，寻找斯坦等效原理，确认引力理论的基础假设是否成立可能存在的超出经典理论预期的引力异常量子力学和广义相对论是现代物理学的两大基础理论，但两者在概念基础上存在根本性矛盾，至今尚未统一太空环境为验证和探索这两种理论提供了独特条件空间站微重力环境可消除地面扰动，高轨道卫星可实现大尺度时空实验，深空探测器可在强引力场中进行测试中国正在空间站和多颗科学卫星上部署相关实验装置，参与全球量子物理和引力物理前沿研究这些实验不仅具有重要科学意义，也将推动超高精度测量技术、量子通信、导航定位等应用领域的技术创新，形成科学探索和技术应用的良性互动空间生命科学实验空间生命科学研究关注微重力和空间辐射等特殊环境因素对生物体的影响这类研究具有双重意义一方面帮助理解生命系统对重力的适应与响应机制，揭示地球生命演化过程中重力因素的作用；另一方面为人类长期太空飞行的健康防护提供科学依据，解决骨骼肌肉萎缩、免疫力下降、辐射损伤等健康风险中国空间站生命科学实验涵盖了从细胞到完整生物体的多个研究层次科学家们正在研究微重力环境下细胞分化与发育、基因表达变化、器官功能调节以及完整生物体的生长发育和行为变化这些研究还将探索太空育种的可能性，利用空间辐射诱导生物基因变异，培育具有特殊性状的新品种，为地球农业和生物技术创新提供新途径中国空间站科学实验平台实验柜名称研究领域主要功能变重力科学实验柜生命科学提供从微重力到2倍地球重力的可变重力环境高微重力科学实验柜物理学提供高品质微重力环境，用于流体、燃烧等敏感实验材料科学实验柜材料科学材料合成、晶体生长和特性研究生物技术实验柜生物学细胞培养、生物样本处理和分析多用途货架跨学科支持多种小型实验装置的安装与操作暴露平台空间环境科学将样品直接暴露在太空环境中进行研究中国空间站是集科学实验室、技术试验台和空间应用平台于一体的综合性太空基础设施空间站由核心舱、问天实验舱和梦天实验舱组成，总体积约为1000立方米，可同时搭载近百个科学实验装置，是我国规模最大、功能最全的太空科学实验平台空间站采用模块化设计，实验资源可根据科学需求灵活调整航天员可在轨执行复杂实验操作，还可通过地面科学家的遥操作完成精细实验空间站计划运行10年以上，将为科学家提供稳定、长期的太空实验环境，支持从基础科学到应用研究的广泛科学探索空间科学发展路线图第一阶段（至年）2027年2023-2024完成嫦娥六号月球背面采样返回任务，启动嫦娥七号月球南极探测任务，实施高精度太阳探测卫星、全球水循环观测卫星等科学卫星任务年22025发射空间引力波探测技术实验卫星、宜居行星搜索卫星、量子精密测量科学卫星，启动火星采样返回任务前期工作年2026开展小行星采样返回任务，发射先进空间天文观测卫星，开展月球南极国际科研站建设前期准备工作年42027完成10余颗空间科学卫星任务布局，形成体系化的空间科学研究能力，为第二阶段发展奠定基础第一阶段是中国空间科学发展的关键布局期这一阶段将在已有探月工程和空间站建设成就的基础上，进一步拓展深空探测范围，强化空间科学卫星系列，形成覆盖五大科学主题的初步研究能力同时重点突破一批关键技术，包括深空探测、空间天文观测、微重力实验等领域的核心装备在这一阶段，国际合作将是重要的发展策略中国将秉持开放共享的理念，推动与各国在空间科学领域的深度合作，共同应对行星探测、天体物理、空间生命科学等领域的科学挑战载人月球探测计划运载火箭研制1开发大推力重型运载火箭，提供约70吨近地轨道运力，满足载人月球探测装备发射需求新一代载人飞船研制适合深空飞行的载人飞船，提供更强的辐射防护、更长的自主飞行能力和更可靠的返回技术月球着陆器与月面设施开发载人月球着陆系统，建设月面临时驻留设施，支持航天员在月面开展科学探索活动载人月球探测是中国航天的重要战略目标，计划在2030年前实现中国航天员登陆月球这一计划将在已有无人月球探测成果的基础上，逐步建立从地球到月球的运输能力，开展载人登月任务，并为未来建设月球科研站奠定基础与20世纪60年代美国阿波罗计划不同，中国的载人月球探测更注重科学价值和长期可持续性，将充分利用原位资源利用技术，探索月球资源开发利用的可能性，构建稳定的地月经济区，同时推动国际合作，与各国共同探索利用月球资源为人类可持续发展服务的新途径探月工程四期概述嫦娥六号实现月球背面采样返回，获取月球背面物质样本，研究月球背面与正面物质组成差异嫦娥七号探测月球南极地区，调查月球两极永久阴影区环境，寻找水冰资源，为月球科研站选址提供依据嫦娥八号开展月球科研站关键技术验证，进行原位资源利用试验，测试3D打印、能源利用等月面基础设施建设技术国际月球科研站与国际合作伙伴共同在月球南极地区建设长期科研设施，支持持续科学探索和技术验证探月工程四期是中国月球探测计划的重要组成部分，定位于研建结合，即既开展深入科学探测，又为未来月球科研站建设做准备四期工程计划在2025年前完成嫦娥六号和嫦娥七号任务，2028年前完成嫦娥八号任务，2035年前初步建成国际月球科研站这一系列任务将实现从简单的到达月球到利用月球的根本性转变，标志着人类月球探索进入新阶段通过探月四期工程，中国将建立月球科学研究和资源开发利用的基础能力，为未来深空探测和可能的行星际旅行积累经验行星探测工程进展火星探测小行星探测木星系探测天问一号于2020年7月发射，2021年5月中国正在开展小行星采样返回任务前期研中国计划在2030年代初启动木星系及其卫成功实现火星软着陆，祝融号火星车在乌究，计划选取近地小行星作为目标，实现采星探测任务，重点研究木卫二等可能存在液托邦平原开展巡视探测，获取了大量火星表样返回，并考虑实施小行星防御技术验证态水的冰卫星，探索其宜居性条件和可能的面地形地貌、土壤成分和大气特性数据后该任务将帮助科学家研究太阳系早期物质组生命迹象该任务将是中国首次实施的外行续火星探测计划包括火星采样返回任务，预成，同时验证行星防御关键技术星探测工程，标志着中国深空探测能力迈向计在2030年前实施太阳系深处行星探测工程是中国空间科学与探索的重要组成部分，目标是建立系统的行星科学研究体系，揭示太阳系演化历史和行星宜居性条件中国正采取循序渐进的策略，从近及远，逐步拓展太阳系探索范围，提升技术能力与月球探测相比，行星探测面临更大的技术挑战，尤其是通信距离长、环境恶劣、能源供应困难等问题中国正在攻克深空探测器长寿命设计、自主导航与控制、高效能源系统等关键技术，为未来更深入的行星探测做好准备空间科学卫星任务规划空间科学卫星是开展空间科学研究的主要平台之一，具有布局灵活、目标明确、成本可控的特点中国计划在第一阶段（至2027年）发射10余颗空间科学卫星，覆盖天文观测、空间物理、对地观测、微重力科学等多个领域其中包括先进X射线天文卫星、太阳风暴与日地关系全景图卫星、量子精密测量卫星、引力波探测技术试验卫星等这些空间科学卫星将采用标准化、模块化设计理念，提高开发效率，降低成本同时强化卫星间协同观测能力，构建观测网络，实现对复杂天体物理过程的立体监测中国还将加强国际合作，推动科学数据共享，实现资源互补，共同促进人类对宇宙的理解第二阶段（年）发展目标2028-2035空间天文与物理建成覆盖电磁波谱主要波段的空间天文观测系统，开展引力波探测的国际合作，在暗物质探测、黑洞物理等领域取得重大进展月球与行星科学完成国际月球科研站基本建设，实现火星样品返回，启动木星系及其卫星探测任务，建成行星科学数据分析与研究中心空间地球科学建立全球水循环、碳循环立体监测系统，构建太阳-地球空间环境立体监测网络，支持全球气候变化研究和地球系统科学数据服务微重力科学全面利用中国空间站平台开展多学科微重力实验，在材料科学、生命科学、流体物理等领域取得一批原创性科学成果2028-2035年是中国空间科学进入快速发展期这一阶段将在第一阶段成果基础上，进一步完善空间科学研究体系，发射15项左右空间科学卫星任务，持续运营中国空间站，建设月球科研站，形成系统化、规模化的空间科学研究能力通过第二阶段的建设，中国空间科学研究将从有所作为迈向多点突破，在部分领域达到国际先进水平，培养一批具有国际影响力的科学家队伍，为最终建成空间科学强国奠定坚实基础同时，这一阶段将强化科技创新与产业发展的结合，推动空间科学成果向经济社会发展各领域转化应用中国空间站持续运营计划年15+设计寿命通过在轨维护与补给延长使用期限180m³舱内空间三舱构型提供宽敞实验环境人6乘员能力未来可短期容纳六名航天员25kW电力系统太阳能电池阵提供稳定电力中国空间站天宫号是中国独立建造的空间实验室，计划在轨稳定运行15年以上空间站采用三舱构型，包括核心舱、问天实验舱和梦天实验舱，总重约100吨，内部空间约180立方米空间站常态化运营后，将保持3人长期驻留，轮换乘组每6个月更换一次，特殊任务期间可短期容纳6人未来，中国空间站将持续迎来货运飞船和载人飞船的访问，保持物资补给和乘组轮换，同时不断更新科学实验设备，开展更多前沿科学实验空间站将向全球科学家开放，鼓励国际合作实验项目，已有17个国家的项目入选中国还计划在现有基础上扩展空间站规模，增加专用科学实验舱，进一步提升科学研究能力月球科研站建设构想基础设施科学设施技术验证平台包括能源系统（太阳能和核能）、天文观测台、月球地质实验室、生支持原位资源利用试验、3D打印通信系统、栖息舱、科学实验室、命科学实验室等，开展月球科学、建筑、月球农业等技术验证，为未月面车辆等，支持人类短期驻留和天文学、行星科学和生命科学研来长期驻留提供基础科学探索活动究国际合作框架采用开放合作模式，欢迎各国参与规划、建设和利用，共享科学数据和研究成果国际月球科研站是中国提出的月球可持续探索利用设想，计划在2035年前在月球南极地区初步建成月球科研站将采用无人为主、人机结合、分步实施的策略，先通过机器人系统开展前期建设，随后支持人类短期驻留科学考察，最终实现长期有人值守月球科研站选址将考虑光照条件、通信便利性、科学价值和资源丰富度等因素，重点关注月球南极永久光照区附近这一区域既可获得较长时间的太阳能供应，又靠近可能存在水冰的永久阴影区中国已邀请多个国家和国际组织参与这一计划，希望通过国际合作共同建设这一人类在地球之外的第一个科研前哨站项空间科学卫星任务展望15天文与物理太阳与空间环境先进X射线天文卫星、引力波探测卫星、宇宙微1太阳风暴全景监测卫星、日冕与日球层探测卫波背景辐射探测卫星、多信使天文观测卫星等星、空间环境预警卫星等微重力与生命科学地球科学4空间生命科学实验卫星、微重力材料科学卫星、全球水循环观测卫星、全球碳监测卫星、地球辐量子精密测量卫星等射收支测量卫星等第二阶段（2028-2035年）计划实施约15项空间科学卫星任务，覆盖天文学、物理学、地球科学、太阳物理学和空间生命科学等多个领域这些卫星任务将采用更先进的技术平台，搭载更精密的科学仪器，具备更强大的数据处理能力，能够开展更前沿的科学探索与第一阶段相比，第二阶段的空间科学卫星将更加注重系统性和连贯性，形成卫星星座或观测网络，实现协同观测同时，将加强卫星数据与地面观测、理论研究和数值模拟的结合，构建完整的科学研究链条，提高科学产出效率中国还将探索新型航天器研制模式，如标准化平台、快速研制、低成本发射等，提高空间科学任务的实施效率第三阶段（年）远景规划2036-2050引领国际前沿部分领域实现从并跑到领跑的转变完备科研体系建成覆盖全领域的空间科学研究基础设施深空探测能力3实现对太阳系主要天体的探测与研究一流人才队伍培养具有全球影响力的空间科学家群体2036-2050年是中国建成空间科学强国的决定性阶段这一时期，中国将实施30余项重大空间科学任务，包括更大型的空间天文设施、更全面的行星探测工程、更系统的地球观测网络以及可能的载人火星探测任务这些任务将使中国空间科学研究能力全面跻身世界前列，在部分领域实现引领这一阶段的发展将特别注重原创性突破，鼓励科学家提出变革性研究计划，在宇宙起源、暗物质本质、引力波天文学、地外生命探寻等重大前沿领域寻求突破同时，将进一步深化国际合作，主导或参与国际大科学计划，推动建立更开放、更包容的全球空间科学治理体系，为人类和平利用太空、探索宇宙奥秘贡献中国智慧余项空间科学任务设想30大型天文观测设施全太阳系探测网络10米级红外-可见光空间望远镜、大口径X射线干涉成像望远镜、空间引力波火星长期科学站、小行星采矿技术验证、木星系深入探测、土星系及泰坦着天文台、高能中微子探测器等，突破人类对宇宙起源与演化的认知边界陆探测等，实现对太阳系主要天体的探测覆盖太阳立体探测系统先进生命科学实验多视角太阳观测卫星星座、日球层边界探测器、太阳极区探测器等，构建全大型变重力生物研究设施、月球长期生物圈实验、行星环境生命适应性研究方位太阳监测网络，实现对太阳活动的精确预报等，揭示重力对生命演化的影响，探索人类长期太空生存的可能性第三阶段（2036-2050年）计划开展30余项重大空间科学任务，涵盖观测宇宙、探索太阳系、地球系统科学和太空应用等多个方向这些任务中既有延续前两阶段的系列性任务，也有全新概念的变革性探索任务，共同构成了中国建设空间科学强国的科学工程体系在这一阶段，中国将更加注重任务的前瞻性和变革性，鼓励科学家突破传统思维，提出开创性的任务概念同时，将更加强调空间科学与国家战略需求的结合，推动科学发现向技术创新再到产业应用的转化，实现空间科学发展与国家创新体系建设的良性互动，为人类社会可持续发展做出更大贡献关键技术突破月球背面采样返回万公里

3.2地月距离穿越这一距离需要精确轨道设计千克2采样目标预期月球背面样本返回量天23任务周期从发射到样本返回的预计时间次5轨道机动复杂轨道转移和交会对接次数月球背面采样返回是中国探月工程四期的首要任务，也是世界上首次尝试的月球背面样本采集与返回任务由于月球背面始终背对地球，无法直接与地面站通信，这一任务面临轨道设计、通信中继、自主控制、采样技术等多重挑战嫦娥六号任务将建立在嫦娥五号月球正面采样返回成功经验基础上，但难度更大探测器需要借助鹊桥二号中继卫星在环月轨道上转发信号，实现与地球的通信此外，月球背面地形复杂，着陆难度更高，需要更精确的导航定位和障碍规避能力这一任务的成功将使中国成为世界上唯一同时获得月球正面和背面样本的国家，为月球科学研究提供宝贵样本嫦娥六号任务亮点着陆区选择国际合作载荷采样技术创新嫦娥六号计划着陆在月球背面南极-艾特肯嫦娥六号携带了多国合作的科学载荷，包括嫦娥六号将采用钻取和表取结合的采样方盆地（South Pole-Aitken Basin），这法国提供的月尘探测仪、意大利提供的激光式，钻取深度可达2米，获取月球背面土壤是月球上最大、最古老的撞击盆地之一，直角反射器、瑞典提供的中性原子探测器以及垂直剖面样本同时配备了改进型表面采样径约2500公里，深度约13公里科学家认巴基斯坦提供的搭载物装置，能够适应月球背面复杂地形条件为，这一区域的岩石可能来自月球深层地这些国际合作载荷将与中国自主研发的设备幔，包含了月球早期形成的关键信息共同工作，实现对月球背面环境的综合探采样器还增加了原位分析能力，可在月面进该区域与阿波罗任务和嫦娥五号采样的月球测，体现了中国探月工程开放合作的精神行初步成分分析，为样本选择提供依据正面区域有显著不同，对比研究有助于解释月球两面不对称性的成因嫦娥六号任务是对嫦娥五号采样返回技术的进一步验证和拓展，同时也是对月球背面特殊环境的探索此次任务将首次获取月球背面的样本，这些样本可能揭示月球早期演化历史，以及月球正面与背面成分差异的原因嫦娥六号的成功将为后续月球南极探测和月球科研站建设积累经验，同时推动中国深空探测技术向更高水平迈进月球逆行轨道设计与控制月背智能采样技术深层钻取系统机械臂表取系统样品密封与转移采用低功耗、高可靠性的钻取装置，能够在月球表面低多自由度机械臂配备多种采样终端，可根据地形特点选采集的样品经过分类后，装入多层密封容器，确保在月温、高辐射环境下工作，钻探深度可达2米系统配备择适当工具采集表面样品系统具备视觉导航能力，能球极端环境和返回过程中不受污染容器具有精确的温防堵塞机构和自适应钻进控制算法，能够应对不同硬度识别具有科学价值的特殊岩石，优先采集采样器具有度控制系统，防止样品因温度变化而改变物理化学特的月壤和岩石层取样管采用特殊材料，确保样品在返防污染设计，确保样品纯净度，同时配备初步分析能性样品从着陆器转移到上升器过程中，采用无污染对回过程中不受污染力，为样品筛选提供依据接机构，确保样品纯净月球背面采样技术面临着通信延时、自主决策要求高、环境复杂等挑战嫦娥六号采样系统融合了人工智能技术，能够根据现场情况自主规划采样策略，选择最具科学价值的采样点系统配备了多种传感器，实时监测采样过程，发现异常可自动调整或中止操作与嫦娥五号相比，嫦娥六号的采样技术进一步提高了自主性和适应性，能够在复杂的月球背面环境中可靠工作这些技术突破不仅服务于当前任务，也为未来月球和火星采样任务积累了宝贵经验，是中国深空探测技术进步的重要标志月背起飞上升技术上升前准备上升器完成样品装载密封，进行全面自检，确定起飞姿态和参数，与中继卫星建立稳定通信链路起飞前通过太阳能电池阵和蓄电池充分积蓄能量，确保上升过程的能源供应垂直上升段发动机点火后垂直上升，快速脱离月面，避免着陆器和月球表面扬尘干扰这一阶段要保持精确的垂直姿态，克服月球低重力环境下的不稳定因素轨道倾转段达到一定高度后，上升器开始倾斜，转向预定轨道方向这一过程需要精确的姿态控制和推进调节，按照预设轨道参数逐步调整飞行路径加速进入轨道完成方向调整后，上升器继续加速，直至达到环月轨道速度（约

1.6-

1.7公里/秒）发动机关机后，上升器进入预定轨道，等待与轨道器交会对接月球背面起飞是嫦娥六号任务的关键挑战之一与月球正面不同，月球背面无法与地球直接通信，上升过程必须依靠中继卫星传输数据，且需要更高的自主控制能力嫦娥六号上升器采用了高可靠性设计，配备冗余系统和多重故障保护措施，确保在通信受限条件下也能安全完成起飞任务上升器的关键技术包括高比冲推进系统、精确制导导航与控制系统、自主故障诊断与恢复系统等推进系统采用高能量密度推进剂，在有限质量条件下提供足够的速度增量；制导系统结合惯性导航和光学导航，实现高精度轨道控制；自主系统能够应对各类异常情况，确保任务安全这些技术的成功应用，将为中国后续深空探测任务奠定重要基础鹊桥二号中继星的关键作用通信中继导航辅助在月球-地球-太阳L2点附近运行，同时看到月为月球背面探测器提供导航定位支持，协助实现球背面和地球，为嫦娥六号提供全天候通信支精确着陆和起飞通过测距测速和相位测量，提持采用高速数据传输技术，支持科学数据、遥高探测器位置和速度确定精度测信息和视频图像实时传输网络节点科学观测作为未来月球通信网络的重要节点，为后续月球搭载多种科学探测设备，对月球环境进行持续监探测任务和月球科研站建设奠定基础具备多目测，同时开展天文观测任务作为独立科学平标同时服务能力，支持多任务协同探测台，扩展了探月工程的科学价值鹊桥二号是嫦娥六号任务的关键支撑系统，它继承了首个月球中继卫星鹊桥的成功经验，但具有更强的技术能力中继星采用大型可展开天线，实现与月面探测器的高速通信；配备高效定向天线，确保与地球深空站的稳定链路；搭载先进的数据处理系统，实现信号实时转发和处理鹊桥二号不仅服务于嫦娥六号任务，还将为后续月球南极探测和国际月球科研站建设提供通信支持它的成功部署标志着中国已掌握深空通信中继关键技术，能够独立支持月球背面和深空区域的探测活动，为中国深空探测能力的全面提升奠定了重要基础国际合作共同探索宇宙奥秘中国空间科学发展秉持开放合作理念，积极推动国际合作在探月工程中，嫦娥四号和嫦娥六号携带了多国科学载荷；中国空间站向全球科学家开放，已选取17个国家的实验项目；中国科学卫星多次与国际伙伴开展联合观测和数据共享中国还提出了国际月球科研站倡议，邀请全球伙伴共同规划和建设国际合作不仅体现在任务层面，还包括科学研究、数据分析和人才培养等方面中国与俄罗斯、欧空局、联合国外空司等建立了稳定合作机制，在太阳物理、天体物理、月球与行星科学等领域开展深入合作未来，中国将继续秉持和平利用、平等互利、共同发展原则，推动建立更加开放包容的全球空间治理体系，与各国科学家共同探索宇宙奥秘空间科学数据共享平台科学数据类型平台汇集了卫星遥感数据、空间天文观测数据、月球与行星探测数据、空间环境监测数据、微重力实验数据等多类空间科学数据，形成全面的数据资源库数据以原始数据、校正数据和科学产品等多个层次提供，满足不同用户需求数据获取与使用采用分级开放策略，部分数据完全开放，部分数据需通过申请获取科学研究用途的数据使用通常免费，商业用途可能需要支付一定费用平台提供在线分析工具和云计算资源，帮助用户高效处理大规模科学数据国际互联互通平台与国际主要空间数据中心建立互联互通机制，实现数据检索、访问和共享中国积极参与国际空间数据标准制定，推动数据格式统一和接口规范化，促进全球空间科学数据资源共享共用科学产出促进平台不仅提供数据，还组织专题研讨会和培训课程，促进数据深度利用通过数据共享激励计划，鼓励科学家基于共享数据开展创新研究，产出高水平科学成果，推动空间科学领域学术交流与合作空间科学数据共享平台是中国推动空间科学开放发展的重要举措该平台由国家航天局和中国科学院共同建设，集成了各类空间任务获取的科学数据，面向全球科学家开放目前平台已汇集了嫦娥工程、天问一号、中国空间站以及多颗科学卫星的观测数据，形成了TB级的数据资源这一平台的建设体现了中国推动空间科学研究全球化、数据开放化的坚定决心通过数据共享，一方面最大化了空间科学任务的科学产出，另一方面促进了国际合作与交流，提升了中国空间科学的国际影响力未来平台将继续拓展数据来源，完善服务功能，构建全方位的空间科学数据生态系统人才培养打造空间科学高水平队伍学科建设加强空间科学相关学科建设，在重点高校设立空间科学、行星科学、天体物理学等专业方向，构建从本科到博士的完整培养体系支持跨学科教育，培养既懂航天技术又精通科学研究的复合型人才实践平台建立空间科学青年科学家计划，为青年才俊提供参与重大空间科学任务的机会开放航天科学实验室和地面模拟设施，为学生提供实践平台鼓励高校学生开展小卫星研制，培养实际工程能力国际交流实施太空科学人才国际培养计划，选送优秀学生和青年科学家赴国际知名机构访学研修邀请国际顶尖科学家来华讲学、合作研究，提升人才培养国际化水平激励机制完善科学家评价机制，淡化论文数量指标，重视原创性和贡献度设立中国空间科学奖，表彰做出突出贡献的科学家团队建立稳定支持机制，允许科学家长期专注于基础研究人才是空间科学发展的第一资源中国正致力于培养一支规模适当、结构合理、素质优良的空间科学人才队伍目前已形成以两院院士为领军、中青年科学家为骨干、青年学生为后备的人才梯队，但与建设空间科学强国的目标相比，高水平人才数量和创新能力仍有较大提升空间未来，中国将进一步加大空间科学人才培养力度，创新培养模式，改革评价机制，优化工作条件，建设良好创新生态，吸引和培养更多优秀人才投身空间科学研究，为中国空间科学可持续发展提供坚实人才保障航天科技应用于民生北斗导航服务气象与环境监测水资源管理北斗卫星导航系统为交通运输、农风云气象卫星为气象预报提供关键卫星遥感技术实现对江河湖泊、地林渔业、电力通信等提供精准定位数据，提高灾害预警能力；环境监下水、冰川等水资源的综合监测，服务，还应用于智能手机、共享单测卫星助力污染源追踪和生态保支持水资源优化调配和防洪减灾，车等日常生活场景，让民众直接受护，为美丽中国建设提供科学支保障国家水安全益于航天技术撑精准农业卫星遥感与北斗导航结合，实现农作物长势监测、产量预估和病虫害预警，指导农业生产，促进农业现代化和粮食安全空间科学与航天技术发展不仅追求科学发现，更致力于服务国家发展和改善民生中国航天坚持科技惠民理念，积极推动航天科技成果向各行业转化应用空间站微重力实验研发的新材料、新药物逐步进入产业化阶段；探月工程的高可靠技术应用于医疗设备研发；卫星遥感技术广泛应用于自然资源调查、城市规划和灾害监测等领域为加速科技成果转化，中国建立了航天技术转移中心和多个航天产业园，搭建产学研结合平台，推动高校、科研院所与企业协同创新空间科学的高精尖技术通过多种途径融入国民经济各领域，产生了显著的经济和社会效益，让更多民众分享航天发展成果太空实验与地面应用结合太空实验领域关键突破地面应用价值蛋白质晶体生长获得高完整性蛋白质晶体结构新药研发、疾病治疗新型合金制备无重力条件下实现均匀合金结航空航天、高端制造构细胞培养与组织工程三维细胞培养与组织构建再生医学、器官移植燃烧科学研究揭示无对流条件下燃烧机理清洁燃烧技术、污染控制流体物理实验研究表面张力主导的流体行为微流控技术、精密仪器空间植物生长抗逆品种筛选与太空诱变农业育种、食品生产太空微重力环境为科学研究提供了独特条件，而这些研究成果通过技术转化，正在造福地面应用中国空间站上的科学实验不仅追求科学发现，还注重应用转化，形成了从基础研究到应用开发的完整链条例如，空间站上培育的高质量蛋白质晶体已用于多种疾病靶向药物设计；微重力条件下制备的特种合金材料正应用于高端制造业；太空育种技术已培育出多个高产抗逆作物新品种为促进太空实验与地面应用结合，中国建立了空间科学成果转化基金和专项计划，支持有产业化前景的研究方向同时，鼓励企业参与空间站科学实验规划和实施，形成产学研紧密结合的创新模式这种面向应用的空间科学研究策略，既提高了科学投入的社会回报，也为空间科学持续发展提供了动力未来展望深空探测新征程星际探索开展日球层边界探测，向太阳系边缘进发1外行星系统实现木星系及其卫星环绕探测和着陆探测火星载人探测3开展火星资源利用和前哨站建设关键技术研究小天体探测完成小行星采样返回和彗星探测任务展望未来，中国深空探测将从月球-火星拓展到更广阔的太阳系，实现迈向深空、逐步推进、重点突破的发展战略2030年代，中国计划实施火星采样返回任务，获取火星样本；开展小行星采样返回和彗星探测任务，研究太阳系原始物质；启动木星系及其卫星探测计划，探索可能存在液态水的木卫二2040年代，中国将考虑开展载人火星探测关键技术验证，并向太阳系边缘拓展，实施日球层边界探测任务这些任务将需要一系列关键技术突破，包括大推力电推进系统、深空核能源、自主导航与控制、极端环境生存等中国将坚持自主创新与国际合作并重，逐步建立完善的深空探测技术体系，为人类探索宇宙做出更大贡献太阳系是人类共同的探索家园，中国愿与世界各国携手，共同书写人类探索太空的新篇章火星探测计划第一阶段绕落巡第二阶段采样返回第三阶段科考站第四阶段载人探测天问一号任务实现火星轨道器、着陆器计划在2030年前后实施火星采样返回2035-2040年间计划建立火星科学考察2045年后考虑开展载人火星探测技术和巡视器一次发射完成，获取火星表面任务，将从火星表面采集样本送回地站，开展长期就位探测，研究火星地下验证，研究火星资源利用和生命保障系地形地貌、土壤成分和大气特性数据球，研究火星物质组成和生命痕迹水和古代环境演变历史统，为未来人类火星活动奠基火星探测是中国行星探测工程的核心任务天问一号成功实现了中国行星探测零的突破，后续火星探测将沿着逐步深入的路线推进火星采样返回是下一阶段的重点任务，这一任务面临火星表面采样、火星表面起飞、火星轨道交会对接、火星-地球返回等多重技术挑战，难度远超月球采样返回中国火星探测计划注重科学价值与工程能力平衡发展科学目标聚焦火星环境演变、水资源历史和生命可能性研究；工程上采取分步实施策略，逐步验证关键技术与国际同行相比，中国火星探测起步较晚，但发展迅速，正通过自主创新和国际合作双轮驱动，努力缩小差距并在特色领域形成优势小行星采样返回任务目标选择（）2023-2025选择合适的近地小行星作为采样目标，综合考虑轨道特性、科学价值和工程可行性初步候选目标包括直径数百米的碳质小行星，这类小行星可能保存了太阳系早期物质发射与飞行（）22026-2028发射小行星探测器，经过约2年飞行到达目标小行星飞行过程中进行多次轨道修正，确保精确接近目标探测器将在小行星附近建立稳定轨道，进行全面勘测采样操作（）2028探测器接近小行星表面，采用接触式或非接触式方法采集样本考虑到小行星表面松散特性，将采用特殊采样机构，避免样本散失同时开展就位探测，获取小行星表面物理化学特性数据返回地球（）42028-2031完成采样后，探测器离开小行星，返回地球样本舱将于2031年左右再入大气层，将珍贵的小行星样本安全送回地面实验室进行详细分析小行星采样返回任务是中国深空探测的重要里程碑，将帮助科学家研究太阳系起源与演化小行星作为太阳系早期的化石，保存了原始太阳星云的物质组成信息通过分析小行星样本，科学家可以了解太阳系形成初期的物质分布和化学演化过程，探索地球生命起源所需有机物的来源这一任务还具有行星防御意义近地小行星可能对地球构成撞击威胁，了解其物理特性和内部结构对未来可能的小行星偏转任务至关重要中国计划在小行星采样返回任务中验证小行星接近与交会技术，为未来可能的行星防御任务积累经验这是一个融合科学探索与人类安全的前瞻性任务木星系及其卫星探测构想木星大气探测木卫二探测木卫三探测利用轨道器携带的多波段成像仪和光谱仪，详细观测木卫二（欧罗巴）拥有冰壳覆盖的液态水海洋，是太木卫三（盖尼米德）是太阳系最大的卫星，拥有自己木星大气层的结构、成分和动力学过程，尤其关注大阳系内寻找地外生命的热点目标探测计划包括使用的磁场探测将重点研究其内部结构、磁场特性和表红斑等特殊气象现象的演化规律探测器将绕木星飞雷达探测冰壳厚度，分析表面物质成分，寻找可能的面地质演化历史通过对比木卫二和木卫三，了解不行多年，监测其大气随时间和季节的变化，揭示气态水汽喷流，评估其宜居性条件未来可能考虑着陆探同环境下卫星的演化路径，为理解行星系统形成提供巨行星的物理特性测甚至钻透冰层，直接探测其地下海洋关键信息木星系探测是中国计划在2030年代初期启动的首个外行星探测任务，标志着中国深空探测能力迈向太阳系深处这一任务将突破多项关键技术，包括大功率太阳能/核能供电系统、超长距离通信技术、强辐射环境下的电子设备防护、自主导航与控制等从科学意义上看，木星系探测将帮助人类理解气态巨行星的形成与演化，研究冰卫星的宜居环境条件，探索可能的生命迹象这是一次兼具天文学、行星科学和生命科学多重价值的综合性探测任务，将大幅拓展人类对太阳系多样性的认知，也为中国后续更深入的太阳系探索奠定基础结语逐梦星辰，追根问源探索未知追寻宇宙起源、演化规律和生命起源等根本性科学问题技术创新突破航天技术和科学探测技术的极限，推动全面创新合作共赢与全球科学家携手，共享探索成果，造福人类社会从远古时代仰望星空的好奇，到今天主动探索宇宙的能力，人类对宇宙的认知正以前所未有的速度扩展中国空间科学秉持探索未知、追根问源的科学精神，围绕极端宇宙、时空涟漪、日地全景、宜居行星和太空格物五大主题，系统推进空间科学研究，既服务于国家战略需求，又为人类探索宇宙奥秘做出贡献星辰大海，征途漫漫中国将坚持自主创新、开放合作的发展道路，实施一系列重大空间科学计划和任务，培养高水平科学家队伍，构建先进空间科学设施体系，推动中国从航天大国向航天强国跨越面向未来，中国愿与世界各国一道，共同探索浩瀚宇宙的奥秘，书写人类认识自然、利用自然、保护自然的新篇章让我们继续仰望星空，追寻梦想，在探索宇宙的伟大征程中展现人类的智慧和勇气答疑与讨论如何参与空间科学研究数据获取途径大学生可通过参与卫星数据分析、科研项目实习、学生小卫星计划等方式参与空间科学公众可通过国家航天科学数据中心网站（www.nsdc.cn）申请获取卫星观测和科学实研究关注国家航天局和中国科学院空间科学与应用研究部网站，了解学生参与机会验数据科研用途的数据使用通常免费开放，提供标准数据处理工具支持国际合作机会教育资源国际科学家可通过中国空间站科学实验公告、国际月球科研站合作倡议、联合卫星任务中小学教师和学生可使用航天科普在线平台获取太空科学教育资源，包括虚拟航天展计划等多种渠道参与中国空间科学项目详情可咨询中国国家航天局国际合作司览、3D交互课件和太空实验视频等丰富内容感谢各位参与《璀璨星辰探宇宙》专题讲座空间科学是一个开放包容的研究领域，需要各学科人才的共同参与无论您是专业研究人员、在校学生还是太空爱好者，都能在空间科学大舞台上找到自己的位置中国空间科学事业正处于蓬勃发展阶段，为有志于太空探索的年轻人提供了广阔舞台展望未来，随着探月工程、火星探测、空间站科学实验等项目的深入推进，中国空间科学将迎来更多重大发现和突破，也将为全人类认识宇宙、探索未知贡献更多中国智慧和力量希望今天的讲座能激发大家对宇宙的好奇心和探索精神，让更多人加入探索宇宙奥秘的伟大征程欢迎大家继续关注中国空间科学发展，共同见证人类认识宇宙的新篇章。