國(guó)家空間科學(xué)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2024—2050年)
中國(guó)科學(xué)院 國(guó)家航天局 中國(guó)載人航天工程辦公室
聯(lián)合發(fā)布
2024年10月
為貫徹落實(shí)黨的二十大和二十屆二中、三中全會(huì)精神,推動(dòng)空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展,制定本規(guī)劃,作為當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期指導(dǎo)我國(guó)空間科學(xué)任務(wù)部署、開(kāi)展空間科學(xué)研究的依據(jù)。
一、發(fā)展目標(biāo)
(一)總目標(biāo)
梯次布局和論證實(shí)施國(guó)家空間科學(xué)任務(wù),統(tǒng)籌和強(qiáng)化任務(wù)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)研究,打造空間科學(xué)高水平人才隊(duì)伍,不斷取得具有重大國(guó)際影響力的標(biāo)志性原創(chuàng)成果,實(shí)現(xiàn)空間科學(xué)高質(zhì)量發(fā)展,帶動(dòng)空間技術(shù)創(chuàng)新突破,促進(jìn)空間應(yīng)用升級(jí)換代,躋身國(guó)際前列,成為空間科學(xué)強(qiáng)國(guó)。
(二)分階段目標(biāo)
至2027年
——科學(xué)研究水平實(shí)現(xiàn)整體躍升,在高能時(shí)域天文、日地聯(lián)系、月球與火星成因和演化、微重力物理和空間生命等有基礎(chǔ)有優(yōu)勢(shì)的學(xué)科方向持續(xù)取得國(guó)際一流成果。
——論證實(shí)施一批空間科學(xué)任務(wù),在暗物質(zhì)與極端宇宙、引力波、原恒星云、系外行星、太陽(yáng)活動(dòng)、太陽(yáng)系和地球系統(tǒng)探測(cè)等科學(xué)前沿,論證立項(xiàng)5~8項(xiàng)空間科學(xué)任務(wù),其中包括有望產(chǎn)出標(biāo)志性重大成果的大型任務(wù)2~3項(xiàng)。
——構(gòu)建航天發(fā)展新格局取得重要進(jìn)展,造就一批空間科學(xué)領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”和“開(kāi)拓者”,人才隊(duì)伍建設(shè)邁上新臺(tái)階,國(guó)際地位和影響力不斷增強(qiáng)。
2028—2035年
——重點(diǎn)方向位居國(guó)際前列,在中低頻引力波、宇宙黑暗時(shí)代、發(fā)現(xiàn)宜居類地行星、太陽(yáng)活動(dòng)、地球系統(tǒng)響應(yīng)、月球原位資源利用、火星生命指征、黑洞和中子星、暗物質(zhì)暗能量等方向,重大原創(chuàng)成果集群涌現(xiàn),成為我國(guó)躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列的重要標(biāo)志。
——部署實(shí)施系列空間科學(xué)任務(wù),在早期宇宙、極端天體新物理、近鄰宜居系外行星、太陽(yáng)系早期考古、地外生命探尋、太陽(yáng)爆發(fā)和日冕加熱機(jī)理、太陽(yáng)系邊際探測(cè)等科學(xué)前沿,論證實(shí)施約15項(xiàng)空間科學(xué)任務(wù),其中含大型任務(wù)4~5項(xiàng)。
——實(shí)現(xiàn)我國(guó)空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展,形成空間科學(xué)領(lǐng)域人才競(jìng)爭(zhēng)比較優(yōu)勢(shì),國(guó)家戰(zhàn)略人才力量和領(lǐng)軍人才隊(duì)伍位居世界前列。
2036—2050年
——重要領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先,成為世界空間科學(xué)強(qiáng)國(guó)。在宇宙起源演化、時(shí)空本質(zhì)、太陽(yáng)系和生命起源、載人深空探測(cè)等方向取得革命性基礎(chǔ)研究突破,拓展人類知識(shí)邊界,推動(dòng)人類文明進(jìn)步。
——引領(lǐng)世界空間科學(xué)發(fā)展方向,論證實(shí)施30余項(xiàng)空間科學(xué)任務(wù),在新一輪科技革命中具備核心競(jìng)爭(zhēng)力和強(qiáng)大領(lǐng)導(dǎo)力。
——集聚國(guó)際頂尖科學(xué)人才團(tuán)隊(duì),建成世界主要空間科學(xué)中心和創(chuàng)新高地,成為社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志。
二、優(yōu)先發(fā)展方向
面向世界空間科學(xué)前沿和國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,立足我國(guó)現(xiàn)有學(xué)科、人才隊(duì)伍及工程技術(shù)等優(yōu)勢(shì)和特色,凝練形成我國(guó)有望取得突破的五大科學(xué)主題及其優(yōu)先發(fā)展方向。
“極端宇宙”主題。探索宇宙的起源與演化,揭示極端宇宙條件下的物理規(guī)律。優(yōu)先發(fā)展方向包括暗物質(zhì)與極端宇宙、宇宙起源與演化和宇宙重子物質(zhì)探測(cè)。擬解決的重大科學(xué)問(wèn)題包括暗物質(zhì)粒子本質(zhì)和宇宙高能輻射來(lái)源,暗能量的本質(zhì),動(dòng)態(tài)宇宙探測(cè)與暫現(xiàn)源物理機(jī)制,宇宙黑暗時(shí)代和再電離歷史,恒星及行星系統(tǒng)起源與演化,重子物質(zhì)循環(huán)與反饋等。
“時(shí)空漣漪”主題。探測(cè)中低頻引力波、原初引力波,揭示引力與時(shí)空本質(zhì)。優(yōu)先發(fā)展方向?yàn)榭臻g引力波探測(cè)。擬解決的重大科學(xué)問(wèn)題包括超大質(zhì)量黑洞和種子黑洞的形成及其與宿主星系的協(xié)同演化,黑洞附近強(qiáng)引力場(chǎng)精細(xì)結(jié)構(gòu)及致密天體的分布和物理性質(zhì),檢驗(yàn)早期宇宙學(xué)模型等。
“日地全景”主題。探索地球、太陽(yáng)和日球?qū),揭示日地?fù)雜系統(tǒng)、太陽(yáng)—太陽(yáng)系整體聯(lián)系的物理過(guò)程與規(guī)律。優(yōu)先發(fā)展方向包括地球循環(huán)系統(tǒng)、地月綜合觀測(cè)、空間天氣探測(cè)、太陽(yáng)立體探測(cè)和外日球?qū)犹綔y(cè)。擬解決的重大科學(xué)問(wèn)題包括太陽(yáng)磁活動(dòng)特性和磁周期起源機(jī)制,太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)的三維傳播與演化規(guī)律,太陽(yáng)風(fēng)—磁層跨尺度能量傳輸和耗散的機(jī)理,磁層—電離層—熱層耦合,地球系統(tǒng)多圈層跨尺度相互作用,太陽(yáng)風(fēng)—星際介質(zhì)相互作用的過(guò)程和機(jī)理等。
“宜居行星”主題。探索太陽(yáng)系天體和系外行星的宜居性,開(kāi)展地外生命探尋。優(yōu)先發(fā)展方向包括可持續(xù)發(fā)展、太陽(yáng)系考古、行星圈層刻畫(huà)、地外生命探尋和系外行星探測(cè)。擬解決的重大科學(xué)問(wèn)題包括月球深部物質(zhì)、圈層結(jié)構(gòu)及早期撞擊歷史,小行星/彗星起源與演化,火星宜居環(huán)境演化與生命信號(hào),太陽(yáng)風(fēng)與木星磁層的相互作用,冰衛(wèi)星和冰巨星宜居環(huán)境與生命信號(hào)探測(cè),系外行星宜居性及生命特征等。
“太空格物”主題。揭示太空條件下的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和生命活動(dòng)規(guī)律,深化對(duì)量子力學(xué)與廣義相對(duì)論等基礎(chǔ)物理的認(rèn)知。優(yōu)先發(fā)展方向包括微重力科學(xué)、量子力學(xué)與廣義相對(duì)論和空間生命科學(xué)。擬解決的重大科學(xué)問(wèn)題包括微重力多過(guò)程耦合新體系下復(fù)雜流體物理基礎(chǔ)理論,引力場(chǎng)中的量子效應(yīng)、廣義相對(duì)論高精度檢驗(yàn)與新物理探索,地球生命的空間環(huán)境適應(yīng)性和生存策略等。
三、發(fā)展路線圖
圍繞五大科學(xué)主題,聚焦優(yōu)先發(fā)展方向,提出至2027年、2028—2035年和2036—2050年三個(gè)階段實(shí)施的科學(xué)任務(wù)規(guī)劃,形成至2050年我國(guó)空間科學(xué)發(fā)展路線圖。
第一階段,至2027年,運(yùn)營(yíng)中國(guó)空間站,實(shí)施載人月球探測(cè)、探月工程四期與行星探測(cè)工程,形成若干有重要國(guó)際影響力的原創(chuàng)成果。
從空間X射線等多波段協(xié)同觀測(cè)、X射線熱重子探測(cè)、空間引力波探測(cè)探路者、太陽(yáng)極軌探測(cè)等任務(wù)方向中遴選大型任務(wù)2~3項(xiàng);從暗物質(zhì)粒子探測(cè)、空間太赫茲高速成像巡天、空間超長(zhǎng)波觀測(cè)、空間紅外觀測(cè)、隱伏自然地物探測(cè)、透明海洋星座、全天候三維風(fēng)觀測(cè)、地球輻射能量收支探測(cè)、地球磁層跨尺度星座、日地L5點(diǎn)太陽(yáng)探測(cè)、天基太陽(yáng)射電陣列觀測(cè)、人類活動(dòng)痕跡精細(xì)觀測(cè)、全球植被生物量時(shí)空格局、木星系統(tǒng)觀測(cè)、系外行星探測(cè)等任務(wù)方向中遴選中小型和機(jī)遇型任務(wù)3~5項(xiàng)。
第二階段,2028—2035年,通過(guò)第一階段任務(wù)實(shí)施取得位居世界前列的原創(chuàng)成果。運(yùn)營(yíng)中國(guó)空間站,論證實(shí)施載人月球探測(cè)、月球科研站、太陽(yáng)系邊際探測(cè)、巨行星系統(tǒng)探測(cè)、金星大氣采樣返回等科學(xué)任務(wù)。
從空間高精度紅外觀測(cè)、天體引潮力對(duì)地震誘發(fā)作用綜合觀測(cè)、環(huán)日探測(cè)、空間高能、X射線探測(cè)、空間引力波探測(cè)等任務(wù)方向,以及至2027年規(guī)劃階段未立項(xiàng)的大型任務(wù)方向中遴選大型任務(wù)4~5項(xiàng);從紫外天文觀測(cè)、海洋能級(jí)星座、關(guān)鍵帶跨圈層耦合過(guò)程觀測(cè)、邊界層熱動(dòng)力結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分觀測(cè)、全球高精度地磁場(chǎng)星座、地應(yīng)力觀測(cè)、地球輻射帶探測(cè)、空間天氣探源、編隊(duì)太陽(yáng)高能探測(cè)、四極協(xié)同科學(xué)觀測(cè)、地球動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)、小行星探測(cè)、系外行星衛(wèi)星探測(cè)等任務(wù)方向,以及至2027年規(guī)劃階段未立項(xiàng)的中小型任務(wù)方向中遴選中小型和機(jī)遇型任務(wù)10~11項(xiàng)。
第三階段,2036—2050年,我國(guó)空間科學(xué)重要領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。論證實(shí)施大型任務(wù)5~6項(xiàng),以及25項(xiàng)左右中小型和機(jī)遇型任務(wù)。
為實(shí)現(xiàn)本規(guī)劃發(fā)展目標(biāo),需進(jìn)一步強(qiáng)化組織實(shí)施,保障財(cái)政投入,夯實(shí)基礎(chǔ)能力,深化國(guó)際合作,加強(qiáng)科學(xué)普及,持續(xù)取得關(guān)鍵性、原創(chuàng)性、引領(lǐng)性重大科技成果,有力支撐航天強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)。
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