左：刘振兴院士 右：北大肖佐教授

　　嘉宾：中国科学院刘振兴院士、北京大学地球与空间科学学院肖佐教授

　　主持人：各位网友大家好，欢迎来到新浪嘉宾聊天室。欢迎大家参加2003年国际科技周论坛，今天我们谈论的话题是空间科学，什么是空间科学？我们为什么要研究空间科学？ 我们国家何时能够实现登月？火星有可能成为我们未来居住的星球？我们带得许多有趣的问题邀请到中国科学院刘振兴院士和北京大学地球空间科学学院肖佐教授，一起探讨关于空间科学话题，希望大家踊跃参加。

　　第一个问题是提给刘振兴老师的。

　　网友：什么是空间科学？

　　刘振兴：我对能够参加中国国际科技周活动感到非常高兴，刚才谈到空间科学，自从1957年第一颗卫星发射成功为中国的空间科学树立一个新的里程碑，我们利用探测器对空间进行探测研究，极大的开拓了人类的视野，提高我们空间知识、空间技术和空间开发利用的能力。空间科学是随着空间技术的发展而逐渐形成的一门综合性的的新型学科，就目前来看空间科学的研究可以分为以下几个分支学科，一个是空间物理学、第二就是空间天文学、还有空间化学，另外就是为懂得科学或者微动力相关的生命空间、生命科学和空间材料科学，这是一个很深的学科。下面我简单谈谈这个学科，到底研究什么问题？

　　首先我们谈谈空间物理学，卫星发射以来，首先空间探测的首要任务就是要了解我们地球以外的物质状态，存在哪些物质？这些物质的时间和空间的变化规律以及它的形成和演化。空间物理学大体也分两个学科，一个是空间物理学，就是太阳或地球之间的空间区域物理学。

　　我简单谈谈空间物理学是研究什么问题的？空间物理学主要研究太阳变化和太阳活动发生的几率？为什么太阳会发生这些活动？比如说大家都知道的，太阳的表面物质辐射，还有太阳风等这些事件是怎么产生？这些变化对于地球空间环境有什么影响？主要是研究这些问题。

　　下面谈谈太阳所引起的地球变化，对人类的经济、社会、人类的生存环境以至于还有我们的现在进行的空间军事活动等都有什么影响？这个问题下面就请肖教授来谈。我们知道地球也是一颗行星，为什么把其他行星和地球分开，因为人类居住在地球，太阳对地球周围的影响和人类的活动息息相关。但是，地球在太阳系家族里面，它只是其中之一。因此，它还要从不同的方面，深入研究地球的结构和演化等。它们的兄弟也需要研究，因此我们对其他的行星也需要探测，就是研究太阳上发生的事件，以及对行星空间的影响，主要是研究这个。

　　目前我们知道，在九大行星目前除了冥王星以外，其他的行星都在进行探测，当然探测最多的是地球。空间天文是干什么呢？天文学是一个广阔的学科，我们所说的空间天文主要是利用空间的手段，利用各种空间的飞行器或者上面的各种仪器，来探测天体的活动现象，天体的起源、演化过程，这是非常重要。

　　就目前来看，我们在空间天文学，比起地面上的观察已经有了很大的发展。特别是像哈波望远镜，它的探测结果进一步解释了宇宙的现象，过去认为宇宙的年龄，也就是120到150亿年，现在最新的资料表现它的年龄没有这么长，大约是80亿年左右，几乎减少了一半，这个事情是很惊人的。宇宙年龄现在看起来比过去有些恒星预计的年龄还要大，这个问题当然还要进一步研究，不管怎么说，这些发现对人类对宇宙的认识是大大提高了一步。

　　微重力科学、空间材料、空间生物等都是相互研究的，我们知道空间是微重力，重力非常小，在这种微重力的环境下，我们的一些生命现象，一些晶体、非晶体的结晶过程现象都不一样，我们利用微重力环境在空间研究生命的现象，生命的过程，与这个材料的特性，或材料的形成过程。这方面的研究我们专门来谈。

　　对在这方面的影响，对人类今后新材料的研制、蛋白的形成、晶体的形成等将会发生重要的影响。我这里就是简单概括一下，什么是空间科学？空间科学是干什么用的？

刘振兴

　　主持人：空间都有哪些能源？哪些能源已经被人类所利用？哪些能源是人类将要开发的能源？

　　刘振兴：空间的资源分三种。一个是这种能源是我们直接以能源的形式来用，比如煤炭、石油这些能够作为动力用。另外一种是空间资源，比如说在整个空间脱离开地球，本身这个空间的位置就是一种资源，我们可以利用。如说现在我们所有的应用卫星，必须得利用空间这种地势来发射这些卫星，这可以说是一个很大的资源，包括气象卫星、通信卫星、导航卫星、定位卫星等，这些卫星现在对我们经济发展、国防的建设，人民的日常生活已经起到了很大作用。从今后发展角度来看，它将会起到越来越大的作用，这是一种很大的资源。第三种资源就是直接可用的东西，比如说电能，太阳能发电，这是一个很重要的资源。我们知道我们地球上的资源是有限的，我们地球下的石油、煤炭包括各种矿藏等是有限的，那么人类把这些资源用光了怎么办？人类就没有办法生存。因此我们要向空间来索取这些能源。

　　主持人：我国的空间科学发展的状况怎么样？它与其他发达国家的差距有多大？

　　刘振兴：我们国家第一颗人造卫星是在1970年发射的，到现在已经发射70多颗各种各样的卫星。就国际上来看，在七八十年代原苏联是第一位，第二是美国，再下面就是欧洲空间局，再就是日本，随着时代的发展印度也发射了卫星。从在地位上来讲，中国应该说是一个空间大国，但不是一个空间强国。但是我们卫星运载技术已经进入了国际先进行列，前几天我们的发射长征号，已经连续今年发射成功。

　　我们不但可以发射、可以回收、也可以一箭两星，这些技术都掌握，不但位国内发射卫星服务，而且在国际上，包括美国在内，我们的长征系列也对他们发射有帮助。但是我国的空间科学探测相对来我们的运载技术，比较落后。从国际上来讲，我们的空间科学探测和国际上相比还有比较大的差距。

　　过去我们虽然发射了几颗人造卫星，但是不是专门设计来科学探测，总的来讲，说到真正的空间科学探测，我们国家和国际先进水平比还是有比较大的差距。但是我们国家的政府现在对这种状况已经认识到，我认为我们空间探测和研究的差距和落后，是我们空间科学技术的发展重要因素之一，因为科学和技术是相辅相成，空间技术推动了空间科学，反过来空间科学的发展，也为空间技术提出了具体的要求、提供了新的思路，提供新的启示。美国阿波罗可以说推动了整个学科的发展。

　　网友：研究空间科学对我国国民经济有什么影响？

　　肖佐：刚才刘振兴院士已经概括向我们介绍了一下空间科学的研究内容，我想他主要介绍的就是空间科学研究的对象就是整个的空间环境以及发生在这个空间环境里面的各种物理的、化学的和其他的过程。因此谈到对国民经济影响，我们要首先说到空间环境是我们人类自从开展了空间活动以来，面对着一个新的环境。对这个环境的认识、了解并且进一步想办法利用它，消除它对我们可能的不利影响，这成为空间科学很重要的一方面任务。

　　空间环境和地面环境有显著的不同，当我们谈到地面环境的时候我们说到空气，空气是大家熟知的，空气是中性的。而在几十公里以外的高空，由于太阳的辐射而变成电离的环境就产生了一系列的影响，我们可以设想一下过去不大了解这个东西，现在了解以后，我们才发现很多现代技术受到的影响都跟高空发生的电流扰动有关系，因为电流的扰动带来磁场的扰动。

　　我们都知道在一个大的导电回路里面，如果磁场突然变化时候，会产生很大的电流。我们在现代技术里面有很多大规模的导电回路，比如大的输电系统就是大的导电回路，很多石油输送管道，如果石油本身是导电的，也是大导电回路，这种磁场的变化，在一些高纬度的地区，产生的电流足以把变压器烧毁，这是在没有空间科学，或者上世纪没有认识到的现象。比如说石油管道和管道的接口之间，我们有很多塑料的垫片防止它泄漏，这些塑料垫片的实际寿命很长，由于热量聚集，使得塑料老化，对石油管道的维护很不利。这些影响是指地面系统的影响，对人类空间的活动的影响就更显著，因为空间充满了高能的带电粒子，这种环境都会带来一些很不利的影响。举一个例子说，现在一个芯片里面集成很多元器件在里面，是集成度很大的集成电路，就很怕高能电子的轰击，如果高能电子轰击一下，沉积在某一个小的电子里面，可以把内存的情况从1翻到0，这个时候计算机的运行状况就混乱了，所以从这些方面我们通过空间科学的研究，进一步了解空间环境可能带给我们的不利影响是非常重要的。

　　主持人：空间科学对国防和国家安全有没有什么影响？

　　肖佐：空间环境是一个很重要的环境，既然对国民经济有重要的影响，显然对国防安全也有很大的影响。我们知道现代国防方面很重要的一点，就是我们的各种武器命中率要大大提高，这对高性能武器，或者自动寻找目标的智能化武器是非常重要。这里有两方面，一方面依赖导航卫星提供准确的空间速度和位置的信息，另一方面，提供信息的电波，会受到空间环境的影响。太阳上经常有一些耀斑，就有可能对你预先设计好的修整或者导航的电波传播速度产生影响，导致对武器的命中精度，导航各个方面都会产生比较大的影响。

　　主持人：空间科学的研究，对于我们大众人群有什么影响？

　　肖佐：也是有一些关系的。当然是我个人的看法，比如说空间有一些有害的高能粒子，它实际上是大气屏蔽了，因此我们在地面上不太感觉这种影响。我们经常提到的紫外射线实际上被30公里以外的臭氧层吸收掉了，过多的之紫外线照射使得皮肤变黑或者造成皮肤癌。目前非典的情况，我个人作为空间科学的研究者，我发现很多高原地区，比如说云南、西藏、青海、云贵高原、西藏高原，紫外线比较强烈的地区，非典的影响就比较小。当然他们的防护工作可能做的很好，说明我们不能过度的恐惧紫外线，适当的利用它。空间环境对于我们日常生活的影响，对于太阳活动周期的变化，是不是天然的灾害也会有周期性的变化，也是空间科学所要研究的。

　　主持人：现在网友很感兴趣，地球空间探测内容是什么，有什么重大的意义？

　　刘振兴：我们这个计划的真正全名是地球空间，双星探测计划。地球空间就是地球磁场控制的区域，地球空间直接对太阳活动有影响，我们所说的磁暴、亚暴，磁层的粒子暴，电离层暴、这些暴发现象，我们现在经常提到天气，就象台风、暴风、暴雨、冰雹、寒潮等类似空间活动，这些对人类的活动，包括空间军事活动都有密切的影响。我们制定的双星探测计划，一个是在赤道区卫星，我们就是低一点的赤道卫星，它的接地点是500多公里。第二颗卫星是“C”卫星，它的接地点在700多公里，这两颗卫星相互配合，就构成一个独成体系，能够探测大批地球空间当中正在运行的卫星所不能探测的那些重要的活动区域，就是我说的地球空间的那些区域。当然我们双星计划也可以说是我们国家第一次提出来探测计划，开展以我们为主的一个科技活动项目，我们的伙伴就是欧洲空间局。

　　欧洲空间局就非常重视我们的双星探测计划，是他们主动提出来跟我们合作。他认为中国提出的双星计划对于完善“卡拉斯”的科学目标是至关重要的，因为对目前国际上提出的“异地联星”计划也是非常重要的。我们中国的双星计划和欧洲的“星布卫星”计划，可以这样说，在人类历史上第一次对地球空间进行六点探测。这个双星计划是有很大意义的。

　　第一个意义就是我们自己提出了特色和创新的“双星计划”。可以说双星计划是我们国家第一次真正的空间科学探测的卫星；再一个就是说，能提高了我们空间科学探测水平，使我国空间科学探测技术迈上一个新台阶。

　　第二个意义通过双星计划和我们合作的“星浮计划”我们取得了一批当前国际上比较先进的卫星探测数据。这些数据对于我们空间物理研究的创新、空间天气预报、以至理论模式等提供了非常有利的条件。也就是说通过双星计划，可以说是提高我们空间探测和空间科学研究的地位和作用。

　　另外，通过双星计划我们培养一支在空间探测技术，空间探测仪器研制，多位性数据处理方面有较高水平的研究队伍。另外还有一点很重要，双星计划有一个特点，对很多技术指标比过去的要求要高，我们双星计划是有战略意义。

　　通过我们各方面的技术提高，显示了我们的水平。通过实际的较量，国外通航完全改变了我们的看法，有一些研究过程当中，有一些他们那边提出的问题，我们这边提出了想法，说实话，这是对我们的信任，可以逐渐提高我们国家在国际空间界的地位。

　　主持人：月球的研究对于人类研究空间科学有没有什么样的作用？

　　刘振兴：在六十年代国际上对月球的探测活动是非常多的，最开始还是原苏联，接着是美国。一直到1969年阿波罗计划达到了月球探测的高潮，但是后来月球探测就一度的消失了。但是90年代以后重新掀起了月球探测的高潮，月球是我们地球唯一的一颗天然的行星，这颗行星的特点是它没有磁场，在这种环境下，很适于就把它看作是一颗天然的卫星。可以这样说的，在月球上建立各种观察站，特别是天文观察站，星空探测站以及对地球观测的观测站，这是非常好的。月球距离地球38万公里，正好在地球磁场的中部，在轨道上方安装空间探测仪器探测是非常有利。同时，月球有非常丰富的资源，就目前来看，月球的土壤有丰富的“海山”，所以我们又重新探测月球。

　　我们国家对月球也是非常重要，我们自古以来就知道嫦娥奔月，我们对月亮特别有感情。我们国家已经提出了月球探测计划，具体的计划就是我们先围绕月球的卫星来探测；第二步就是按照绕月计划，这个计划已经有了，我相信在下个世纪初我们的绕月机会会实现。在月球上建立有生命保障的观测基地，我们的绕月原则的最终目标也是我们也要在月球上占一块阵地。

肖佐

　　网友：现在我们国家已经提出了探月计划，我们什么时候能够真正的登陆月球？

　　肖佐：我们国家月球探测有一个首席科学家叫欧阳自远，我跟他比较熟悉，听他说，具体的日程现在很难确定，但是我想就象刘院士说的，在未来几年我们是要大力发展这个计划，有机会可以和刘院士和欧阳自远院士联系一下。

　　网友：火星是不是有生物存在，火星能否成为未来人类居住的一个星球？

　　刘振兴：火星上有没有生命，一直是火星探测一个非常重要的目标。在几十年以前，人类就想火星上是不是有微生物，美国的海盗一号、二号卫星最主要的探测目的是探测火星有没有生物，结果比较悲观，结论是火星没有生命。我想火星上高等生命肯定是没有，但是低等生命是不是过去有过，还需要进一步探讨。因为现在根据火星探测资料，就说明火星上过去有过水体。另外火星的大气变化，火星过去不是星，空气不是这么稀薄，空气稀薄和火星的特性有关。现在我感觉到火星上有比较简单的生命，这是可能的。由于最后的火星探测是要研讨，我们了解过去有什么生物化石，在要在火星上钻探，看看有没有化石，我觉得低等生命有可能是有的，但是如果我们钻探得到了化石，火星上过去曾可能有过生命，尽管这个生命不一定是很高级。

　　网友：人类大概什么时候能够登陆火星？

　　刘振兴：美国自从90年代以后对火星探测加倍关注。因为火星和地球有许多相似之处，美国形成了一套探测火星计划，从发展趋势来看，从国际上来看，美国号称2015年要开展登火星，但我估计，从目前国际上形势看，2020年左右有可能登上火星。

　　就我们国家来看，第一步是月球，第二步是火星。在863有一个计划，我曾经讨论了一年，我相信我们国家在月球探测的基础上，下一步肯定会注意到火星。当然我们的火星探测首先也是要有个过程，有技术基础，我们才制定我们的火星计划，我估计我国2020年左右会开展火星计划。到火星最快也得半年，那去月球是完全不一样的，所以我们要有一个基础，通过月球的探测，我们建立技术基础，到那时我相信我们会开展火星计划。

　　主持人：现在我们国家所有的科技力量，登月需要多长时间？

　　刘振兴：我们第一步是绕月，第二步按照这个路。我感觉我们中国人登月得是20年以后的事情，这些东西必须弄清楚才能登陆。在什么地方登陆？线路是什么？这些都要有基础，这是我自己的看法。因为过去也有一些想法，当时不是国家计划，这是我个人所做的推断。

　　网友：我国的载人飞船都做过哪些实验？

　　刘振兴：国际上很早就实行载人飞船，我们国家的载人飞船实验的开始标志着我国航天事业的一个新成功。1992年开始，我们国家经过了11年努力，我们已经顺利的完成4艘飞船发射，我们叫神舟1号、神舟2号、神舟3号、神舟4号……，从发射来讲都是很成功。我初步估算，在4艘飞船上有二十几架探测仪器，这些探测仪器探测什么，归结起来是：微重力科学方面的实验、空间生命方面的实验、空间材料方面的实验、空间物理和空间天文方面的实验，另外还有地球环境，地球环境不是高空，包括在地面环境的，就是在飞船具体看地球这方面的实验。总的来说，这些实验都是非常成功的，没有哪一个失败，都完成了设计目标。现在有一些应用飞船分三个阶段，一个是自动段，一个是回收段，再一个就是留归段。就是飞船下来以后，还有一个舱还在空中飞行。我们还可以直接对空间进行探测，包括遥感探测，所以总的来讲，我感觉我们的科学实验有这几大类，都比较圆满、比较成功，并且取得了一些比较新的结果。

　　网友：肖教授，国家为了发展空间事业，会不会增加培养一些学生？这些学生都包括什么专业？国家在这方面已经加大投入了吗？或者正在计划加大？还是没有？

　　肖佐：空间科学从广义来说，从空间科学和空间技术是相互紧密交叉和互相推动，面是非常宽，空间技术交叉和空间应用方面来说，中国空间技术研究院设计卫星需要制造卫星和卫星上的各种总体设计以及各种应用卫星，比如说涉及到气象部门、遥感、测量、地质、海洋、各种各样的，红外、技术部门，几乎是涉及到理工科的绝大部分专业。国家对这方面的投资是逐年的增加，国家自然科学委员会用于研究项目的投资，就我个人的体会来说也是逐年增加的。

　　主持人：因为时间关系，今天两位嘉宾的讲座就到这里，下一次聊天是本月31号，希望大家继续参加2003年国际科技周论坛，下一讲座的主题是长江黄河发育史。