國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃(2024—2050年)

          國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃(2024—2050年)

          中國科學(xué)院? 國家航天局? 中國載人航天工程辦公室
          聯(lián)合發(fā)布

          2024年10月

          為貫徹落實黨的二十大和二十屆二中、三中全會精神,推動空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展,制定本規(guī)劃,作為當前和今后一個時期指導(dǎo)我國空間科學(xué)任務(wù)部署、開展空間科學(xué)研究的依據(jù)。

          一、發(fā)展目標

          (一)總目標

          梯次布局和論證實施國家空間科學(xué)任務(wù),統(tǒng)籌和強化任務(wù)驅(qū)動的基礎(chǔ)研究,打造空間科學(xué)高水平人才隊伍,不斷取得具有重大國際影響力的標志性原創(chuàng)成果,實現(xiàn)空間科學(xué)高質(zhì)量發(fā)展,帶動空間技術(shù)創(chuàng)新突破,促進空間應(yīng)用升級換代,躋身國際前列,成為空間科學(xué)強國。

          (二)分階段目標

          至2027年

          ——科學(xué)研究水平實現(xiàn)整體躍升,在高能時域天文、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)勢的學(xué)科方向持續(xù)取得國際一流成果。

          ——論證實施一批空間科學(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、太陽活動、太陽系和地球系統(tǒng)探測等科學(xué)前沿,論證立項5~8項空間科學(xué)任務(wù),其中包括有望產(chǎn)出標志性重大成果的大型任務(wù)2~3項。

          ——構(gòu)建航天發(fā)展新格局取得重要進展,造就一批空間科學(xué)領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”和“開拓者”,人才隊伍建設(shè)邁上新臺階,國際地位和影響力不斷增強。

          2028—2035年

          ——重點方向位居國際前列,在中低頻引力波、宇宙黑暗時代、發(fā)現(xiàn)宜居類地行星、太陽活動、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),成為我國躋身創(chuàng)新型國家前列的重要標志。

          ——部署實施系列空間科學(xué)任務(wù),在早期宇宙、極端天體新物理、近鄰宜居系外行星、太陽系早期考古、地外生命探尋、太陽爆發(fā)和日冕加熱機理、太陽系邊際探測等科學(xué)前沿,論證實施約15項空間科學(xué)任務(wù),其中含大型任務(wù)4~5項。

          ——實現(xiàn)我國空間科學(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)域人才競爭比較優(yōu)勢,國家戰(zhàn)略人才力量和領(lǐng)軍人才隊伍位居世界前列。

          2036—2050年

          ——重要領(lǐng)域國際領(lǐng)先,成為世界空間科學(xué)強國。在宇宙起源演化、時空本質(zhì)、太陽系和生命起源、載人深空探測等方向取得革命性基礎(chǔ)研究突破,拓展人類知識邊界,推動人類文明進步。

          ——引領(lǐng)世界空間科學(xué)發(fā)展方向,論證實施30余項空間科學(xué)任務(wù),在新一輪科技革命中具備核心競爭力和強大領(lǐng)導(dǎo)力。

          ——集聚國際頂尖科學(xué)人才團隊,建成世界主要空間科學(xué)中心和創(chuàng)新高地,成為社會主義現(xiàn)代化強國的重要標志。

          二、優(yōu)先發(fā)展方向

          面向世界空間科學(xué)前沿和國家重大戰(zhàn)略需求,立足我國現(xiàn)有學(xué)科、人才隊伍及工程技術(shù)等優(yōu)勢和特色,凝練形成我國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。擬解決的重大科學(xué)問題包括暗物質(zhì)粒子本質(zhì)和宇宙高能輻射來源,暗能量的本質(zhì),動態(tài)宇宙探測與暫現(xiàn)源物理機制,宇宙黑暗時代和再電離歷史,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。

          “時空漣漪”主題。探測中低頻引力波、原初引力波,揭示引力與時空本質(zhì)。優(yōu)先發(fā)展方向為空間引力波探測。擬解決的重大科學(xué)問題包括超大質(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,黑洞附近強引力場精細結(jié)構(gòu)及致密天體的分布和物理性質(zhì),檢驗早期宇宙學(xué)模型等。

          “日地全景”主題。探索地球、太陽和日球?qū)?,揭示日地?fù)雜系統(tǒng)、太陽—太陽系整體聯(lián)系的物理過程與規(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、空間天氣探測、太陽立體探測和外日球?qū)犹綔y。擬解決的重大科學(xué)問題包括太陽磁活動特性和磁周期起源機制,太陽風擾動的三維傳播與演化規(guī)律,太陽風—磁層跨尺度能量傳輸和耗散的機理,磁層—電離層—熱層耦合,地球系統(tǒng)多圈層跨尺度相互作用,太陽風—星際介質(zhì)相互作用的過程和機理等。

          “宜居行星”主題。探索太陽系天體和系外行星的宜居性,開展地外生命探尋。優(yōu)先發(fā)展方向包括可持續(xù)發(fā)展、太陽系考古、行星圈層刻畫、地外生命探尋和系外行星探測。擬解決的重大科學(xué)問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,太陽風與木星磁層的相互作用,冰衛(wèi)星和冰巨星宜居環(huán)境與生命信號探測,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)運動和生命活動規(guī)律,深化對量子力學(xué)與廣義相對論等基礎(chǔ)物理的認知。優(yōu)先發(fā)展方向包括微重力科學(xué)、量子力學(xué)與廣義相對論和空間生命科學(xué)。擬解決的重大科學(xué)問題包括微重力多過程耦合新體系下復(fù)雜流體物理基礎(chǔ)理論,引力場中的量子效應(yīng)、廣義相對論高精度檢驗與新物理探索,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年三個階段實施的科學(xué)任務(wù)規(guī)劃,形成至2050年我國空間科學(xué)發(fā)展路線圖。

          第一階段,至2027年,運營中國空間站,實施載人月球探測、探月工程四期與行星探測工程,形成若干有重要國際影響力的原創(chuàng)成果。

          從空間X射線等多波段協(xié)同觀測、X射線熱重子探測、空間引力波探測探路者、太陽極軌探測等任務(wù)方向中遴選大型任務(wù)2~3項;從暗物質(zhì)粒子探測、空間太赫茲高速成像巡天、空間超長波觀測、空間紅外觀測、隱伏自然地物探測、透明海洋星座、全天候三維風觀測、地球輻射能量收支探測、地球磁層跨尺度星座、日地L5點太陽探測、天基太陽射電陣列觀測、人類活動痕跡精細觀測、全球植被生物量時空格局、木星系統(tǒng)觀測、系外行星探測等任務(wù)方向中遴選中小型和機遇型任務(wù)3~5項。

          第二階段,2028—2035年,通過第一階段任務(wù)實施取得位居世界前列的原創(chuàng)成果。運營中國空間站,論證實施載人月球探測、月球科研站、太陽系邊際探測、巨行星系統(tǒng)探測、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、天體引潮力對地震誘發(fā)作用綜合觀測、環(huán)日探測、空間高能、X射線探測、空間引力波探測等任務(wù)方向,以及至2027年規(guī)劃階段未立項的大型任務(wù)方向中遴選大型任務(wù)4~5項;從紫外天文觀測、海洋能級星座、關(guān)鍵帶跨圈層耦合過程觀測、邊界層熱動力結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分觀測、全球高精度地磁場星座、地應(yīng)力觀測、地球輻射帶探測、空間天氣探源、編隊太陽高能探測、四極協(xié)同科學(xué)觀測、地球動態(tài)變化觀測、小行星探測、系外行星衛(wèi)星探測等任務(wù)方向,以及至2027年規(guī)劃階段未立項的中小型任務(wù)方向中遴選中小型和機遇型任務(wù)10~11項。

          第三階段,2036—2050年,我國空間科學(xué)重要領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平。論證實施大型任務(wù)5~6項,以及25項左右中小型和機遇型任務(wù)。


          為實現(xiàn)本規(guī)劃發(fā)展目標,需進一步強化組織實施,保障財政投入,夯實基礎(chǔ)能力,深化國際合作,加強科學(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,有力支撐航天強國、科技強國建設(shè)。

           
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