潘永信院士：“国家深空探测战略可持续发展需求

 
 
潘永信院士：“国家深空探测战略可持续发展需求——行星科学研究”  
 

专题：交叉科学前沿与发展

【编者按】2020年11月29日，国家自然科学基金委员会交叉科学高端学术论坛在京召开。来自计算数学、人工智能、生物物理、人因工程、量子计算、纳米生物学、地磁学、类脑科学、材料学等跨学科交叉研究领域的32位专家学者出席会议。与会专家一致认为，学科交叉融合是未来科学发展的必然趋势，是加速科技创新的重要驱动力。为进一步推动交叉学科繁荣发展，《中国科学基金》编辑部会同交叉科学部就本次高端学术论坛组约了“交叉科学前沿与发展”专题，特邀中国科协名誉主席韩启德院士、吴家睿研究员、张礼和院士、潘永信院士、杜江峰院士、赵宇亮院士、陈善广研究员（国际宇航科学院院士）、雒建斌院士等专家，分别撰写了专题文章，以飨读者。

本次推送《中国科学基金》2021年第2期“交叉科学前沿与发展”专题系列文章之四——潘永信院士：“国家深空探测战略可持续发展需求——行星科学研究”。欢迎广大读者转载、推送、引用。

国家深空探测战略可持续发展需求：行星科学研究

潘永信1,2* 王赤2,3

1. 中国科学院 地质与地球物理研究所，北京

2. 中国科学院大学 地球与行星科学学院，北京

3. 中国科学院 国家空间科学中心，北京

潘永信 中国科学院地质与地球物理所研究员，中国科学院大学地球与行星科学学院岗位教授，中国科学院院士。主要从事地球与行星磁学、生物地磁学等基础研究工作。

摘 要

最近嫦娥五号月球采样成功返回和首次火星探测“天问一号”探测器顺利入轨，以及后续的小行星、木星系和太阳系边际探测任务，标志着我国已迈入深空探测发展新时代。行星科学是深空探测战略高质量可持续发展的重要支撑。行星科学研究涉及地球科学、天文学等自然科学多个学科，具有鲜明的交叉科学特征。本文在分析交叉科学研究和国内外深空探测科技发展基础上，讨论我国行星科学研究现状、机遇和发展策略。

关键词：深空探测；行星科学；国家需求；交叉科学

深空探测通常指对月球及其以远的地外天体进行空间探测的活动[1]，旨在探索宇宙奥秘、搜寻地外生命、获得新知识。深空探测是国家高技术科技竞争力的标志，是国家战略权益保障的需要，也是激发公众的民族自豪感和科学热情的重要途径。探索浩瀚宇宙是全人类的共同梦想。嫦娥工程“绕、落、回”圆满收官、首次火星探测“天问一号”成功进入火星轨道，展示出我国深空探测工程发展已达到前所未有新高度。然而，作为一个崛起中的深空探测大国，我国行星科学发展起步晚，仍然不平衡、不充分、不完备，已成为制约向深空探测强国转型的瓶颈[2]。因此，加速发展与新时代国家深空探测战略发展相适应的高水平行星科学研究重要而迫切。

行星科学是研究行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征、形成和演化规律的一门交叉学科，目前多聚焦于太阳系研究，包括揭示天体的地表特征、岩浆活动、大气、海洋、行星物理场和内部动力学过程，理解行星形成和工作机制；探寻地外生命；通过行星和小天体物理化学极端条件研究，发现新的物理和化学法则等等。近年来，系外行星的发现，进一步丰富了行星科学研究内涵。行星科学的建立和发展是以地球科学和天文学为支柱，涉及物理学、化学、生命科学、信息科学等众多学科，具有鲜明的交叉科学特征。

本文从交叉科学研究驱动、国内外深空探测发展需求分析出发，阐述发展我国行星科学的必要性和紧迫性，并提出几点粗浅的思考与建议。

1 交叉科学研究的社会需求驱动和科学问题导向驱动

交叉科学研究发展驱动力主要来自两个方面：一是科学发展内动力驱动，在重大科学问题解决过程中需要两个或多个学科交叉融合，这样的例子在学科发展中不胜枚举，如地球年龄确定、认知地球生命起源和物种消失原因等；二是社会需求驱动，社会发展提出重大科学问题，如全球变暖、重大公共卫生健康与社会可持续发展等的解决需要多学科交叉融合，这类需求在经济社会高速发展和学科高度细化的今天尤为凸显。交叉科学研究不仅有助于解决社会和科学重大问题，还有助于形成新理论、新方法或新学科分支，推进社会和科学进步。