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星際航行,攜手邁向深空(院士講科普)

王 赤
2026年04月25日06:03 | 來源:人民網-人民日報222
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  中國科學院紫金山天文台青海觀測站,13.7米口徑毫米波射電望遠鏡與“銀河拱橋”相映。
  中國科學院紫金山天文台供圖

  中國科學院國家空間科學中心科學衛星綜合運控中心。
  本報記者張武軍攝

  中國科學院大學學生在進行光學實驗。
  本報記者張武軍攝

  中國科學院國家空間科學中心子午工程綜合信息與運控中心。
  本報記者張武軍攝

  4月24日是第十一個“中國航天日”。今年的航天日以“七秩問天路  攜手探九霄”為主題,記錄中國航天事業70年的砥礪求索,也展現我們對浩瀚星河更宏大也更具體的向往。

  科技發展日新月異,撐起我們對太空生活的構想﹔航天事業步履不停,為走向深空寫下更具體的刻度。本期“院士講科普”邀請中國科學院院士王赤,陪我們一同走進星辰大海,做一個瑰麗而現實的航天夢。

  ——編  者 

  中國科學院大學(以下簡稱“國科大”)星際航行學院前不久在中國科學院與“兩彈一星”紀念館正式揭牌,標志著我國首個星際航行學院正式成立。成立儀式上,國科大黨委書記、校長周琪說,星際航行學院將突破現有知識與學科局限,搭建腳踏實地、遙望星空的綜合平台。

  嫦娥探月、北斗組網、祝融探火、夸父逐日、天宮駐留等已經陸續實現,為何還要專門成立這所學院?當前,我國航天事業正從“近地軌道”邁向“深空探測”,建設月球科研站、實現載人登月、完成火星採樣返回、開展小行星探測等一系列面向未來的空間工程,都需要一大批能探索前沿方向、駕馭復雜系統、創建太空生態的領軍人才。

  從“抵達宇宙”到“理解宇宙”

  提到星際航行,人們總會想到科幻大片中穿梭宇宙的飛船與遙遠神秘的星球。然而在科學家眼中,星際航行具有清晰而實在的定義。在《星際航行概論》中,錢學森先生將人類宇宙飛行的范圍由近及遠,分為行星際和恆星際兩個層次。

  行星際航行,是人類在太陽系內的探索之旅。從美國“阿波羅計劃”實現人類首次載人登月,“阿耳忒彌斯2號”打破人類距離地球最遠飛行紀錄,“水手二號”“新視野號”分別揭開金星、冥王星的神秘面紗,到歐洲航天局“羅塞塔號”創下彗星環繞著陸紀錄,再到我國嫦娥五號、嫦娥六號攜月壤返航,“祝融”探火,“悟空”“墨子號”“慧眼”等衛星拓展人類認知邊界……步履之實,隻為星河之約。雖然現階段人類的航天活動,絕大多數集中在太陽系內,但每一步都在為更遠的航行鋪路。

  恆星際航行,則意味著超越太陽系,邁向更浩瀚的星系。宇宙廣袤無垠,太陽系不過是銀河系中的滄海一粟。“旅行者二號”探測器歷經41年,飛出日球層頂,成為人類進入星際空間的“深空使者”。這讓我深切感到:對太陽系的探索,只是人類邁向系外深空的序章。隨著技術的迭代,美國、歐洲、中國均將系外行星探測列為重點。我國正在推進的系外地球巡天任務,正是要在浩瀚星河中尋找“另一個地球”,為恆星際航行埋下希望的種子。

  近年來,我國深空探測、星際通信、精密測控等重要技術持續突破,空間科學系列任務取得了一批重大原創成果,形成了“科學、技術、應用”多鏈條協同發展的新格局。我們探索星際,已不再滿足於成功抵達目標天體,更致力於破解太陽系形成與演化的奧秘、探尋地外生命的痕跡、追溯宇宙起源的真相。

  為此,我國在空間科學領域聚焦“一黑、兩暗、三起源、五表征”等科學前沿,發布了我國首個《國家空間科學中長期發展規劃(2024—2050年)》,明確了我國空間科學發展目標,提出我國擬突破的“極端宇宙”“時空漣漪”“日地全景”“宜居行星”“太空格物”五大科學主題,推動人類星際探索從“抵達宇宙”邁向“理解宇宙”。

  從“科技挑戰”到“文明挑戰”

  星際航行,聽起來浪漫而壯闊,但其背后潛藏的困難與挑戰遠超想象。它如同一場跨越星海的超級馬拉鬆,既需要堅定的方向,也需要持久的耐力。

  這場賽跑中,我們將面臨三大重要考驗。一是動力之困。必須突破新型高效能源與推進技術,確保航天器在極暗弱、極低溫、超遠距離等極端環境下,穩定運行數十年甚至更長久。二是通信之難。必須解決超遠距通信帶來的信號衰減、指令滯后等難題,依托人工智能提升探測器在深空中的自主運行、避險與探測能力。三是生存之考。必須構建安全可靠的閉環生命保障系統,抵御強輻射、微重力等極端環境對宇航員身心的影響。

  挑戰並非一成不變。人類對宇宙基本規律的認知,正在不斷刷新。未來,隨著量子科技、引力波、生命科學等領域實現顛覆性突破,當前面臨的動力、通信、生命保障等難題或將被徹底解決。

  我國在“十五五”時期布局的“太空探源科學衛星計劃”,旨在探索宇宙本源、檢驗基礎物理規律。“鴻蒙計劃”聆聽宇宙“初啼”、“夸父二號”凝視太陽極區、“系外地球巡天衛星”尋找“第二家園”、“增強型X射線時變與偏振空間天文台”探尋極端物理規律……未來這些重大發現,可能幫助我們沖破現有桎梏,為邁向深空開辟全新道路。從這個意義上說,空間科學的重大進展,不僅是太空探索的成果,更是星際航行的新起點。

  除了科技考驗,星際航行還將引發一系列關乎星際文明的討論。當深空成為人類活動的新疆域,現有法律與倫理體系是否還適用?地外資源如何開發與分配?這是人類邁向星際時代無法回避的重大命題。這些問題將推動人類重新審視並完善航天國際規則與合作范式。

  從“專精之能”到“領軍之才”

  新設立的國科大星際航行學院,承載著老一輩科學家的光榮與夢想。

  1961年6月,中國科學院在錢學森、趙九章等科學家的倡議下,召開了首次“星際航行座談會”。1963年,中國科學院星際航行委員會正式成立,並研究和制定了我國星際航行方面的科技發展十年規劃。同年,錢學森將其“火箭技術概論”課程講義整理出版,這便是影響深遠的《星際航行概論》。

  時光流轉,國科大星際航行學院的成立,如同一場穿越時空的接力。

  放眼當今世界,各國競相布局深空探測,商業航天日新月異,深空探測已成為國際戰略共識。我國在建設航天強國的征途上,對頂尖領軍人才的渴求非常迫切。國科大緊扣“教育、科技、人才一體化發展”要求,成立星際航行學院並實施“星際航行人才培養專項”,著力培養和造就一批行業領軍者。

  在培養方向上,專項設立星際航行前沿科學、關鍵技術、戰略應用三大方向,前瞻布局系外空間天氣、地外生態與太空生命、太空採礦與建造、星際推進與長效能源、太空經濟等前沿方向,確保人才培養與國家需求同頻共振。

  在課程建設上,涵蓋航空宇航科學與技術、行星科學、地球物理學等16個學科專業,新增星際社會學與治理、行星動力學與宜居性、星際動力與推進原理、星際航行環境感知與利用等課程,幫助學生構建更豐富、更前沿的知識體系。

  在培養特色上,深度對接國家重大科技工程,構建“知行合一”培養體系﹔加強學科交叉,融通科學、技術、工程領域﹔構筑“通識+專精”知識圖譜,夯實數理基礎與創新能力﹔前瞻布局太空環境與宜居性、太空資源利用、太空生存等未來科技制高點﹔培養具有國際話語權的科技領軍者。同時,聯合國科大校內院系及中國科學院下屬科研院所,構建校所協同、資源共享、優勢互補的培養格局。

  今年是“十五五”開局之年,我國正落實《國家空間科學中長期發展規劃(2024—2050年)》,推進載人登月、月球科研站、行星探測、近地小行星防御、太空探源等一系列重大任務,並前瞻論証木星系探測、太陽系邊界探測等更遠目標,一步一個腳印開啟星際探測新征程。

  我們期待,更多懷揣航天夢想、兼具報國之志的年輕人,以青春之力奔赴星辰大海,共同樹起人類探索太空的新豐碑!

  (作者為中國科學院院士,中國科學院國家空間科學中心主任、中國科學院大學星際航行人才培養專項共同主任)

  延伸閱讀

  太空探源科學衛星計劃

  “十五五”時期,中國科學院國家空間科學中心將組織實施太空探源科學衛星計劃,4項任務飛往不同領域,探索宇宙奧秘。

  “鴻蒙計劃”由10顆衛星組成低頻射電望遠鏡陣列,將集體飛往月球背面,捕捉來自宇宙深處的微弱信號,並研究宇宙大爆炸后第一顆恆星出現前持續幾億年混沌時光的奧秘﹔“夸父二號”將繞行到太陽的極區上空,探索太陽磁場活動,更好地理解“日地關系”﹔“系外地球巡天衛星”將巡視星河,尋找“第二個地球”候選體﹔“增強型X射線時變與偏振空間天文台”聚焦宇宙中的“極端禁區”,如黑洞的視界邊緣、中子星的熾熱表面,研究極端條件下的物理規律。

  宇宙起源、空間天氣起源、生命起源……探索這些前沿問題,將更好地拓展人類認知邊界,拉近我們與浩瀚星河的距離。

  《 人民日報 》( 2026年04月25日 06 版)

(責編:岳弘彬、牛鏞)
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