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苏萌:从零的开始到大国使命 中国太空探索如何让世界瞩目?
昨天,老郑谈到了科学作者简介.
苏萌,毕业于北京大学物理系,2012年获哈佛大学天体物理学博士学位,2016年起任香港大学物理系副教授、空间研究实验室执行主任。曾任麻省理工学院Pappalardo Fellow/Einstein Fellow,高能天体物理学最高奖Bruno Rossi奖最年轻获得者,研究工作入选美国物理学会评选的“世界物理学十大进展”和《天文学》杂志评选的天文学十大进展。他的主要研究兴趣包括远程活动和早期源与转换、暗物质和暗能量探测、行星科学和深空探测、高能天体物理学和引力波探测等。参与了包括南极宇宙微波背景辐射望远镜、中国第一颗空间天文卫星“暗物质粒子探测卫星”在内的国内外多项空间科学探索项目,并在中国西藏阿里建造了世界最高的天文望远镜,寻找BIGBANG时期产生的“原始引力波”。同时,他在全球商业航天领域积极探索“中国机遇”,推动空间资源开发利用。
零的开始,我国早期的太空科学探索
从1970年我国第一颗卫星东方红一号成功发射至今,只有50年的时间。早期,中国航天主要着眼于满足国家使命和战略需要,成功研制出通信、导航、遥感、气象等功能丰富的卫星,服务于国计民生,取得了显著成效。另一方面,在资源有限等客观条件的制约下,中国早期的航天活动几乎都不是以空间科学探索为目的。换句话说,虽然中国的太空飞行进入太空极大地满足了我国民生发展和国家战略的需要,但并没有为人类科学认知太空做出太大贡献。
回顾人类文明史,我们今天对太空的认识几乎是由欧美主导的太空活动决定的。在过去的半个世纪左右的时间里,人类进行了数百次空间科学探索活动,或者说是进行空间科学探索的卫星。它们虽然没有直接服务于人们的生产生活,但却使人类对宇宙的认知发生了翻天覆地的变化,极大地增强了人类征服太空的信心和决心。最著名的是哈勃太空望远镜和旅行者系列宇宙飞船。“哈勃望远镜”展示了宇宙的奥秘,“旅行者”号是人类建造的飞行距离最长的航天器。它已经飞行超过150个天文单位,并到达太阳系的边界之外。我认为这些太空探索活动代表了人类划时代的进步。在过去的半个世纪里,世界各国在空间科学领域进行了许多认知行为、扩张行为和探索行为,也取得了许多里程碑式的成就。但是对于中国的航天来说,是非常有限的。
从“暗物质粒子探测卫星”到“嫦娥”探月,中国太空探索的这十年
作为一个正在发展和崛起的大国,中国需要承担一定的人类文明认知发展的使命。10年前,中国科学院制定了“空间科学战略试点工程”计划,第一阶段规划发射了4颗以科学探索为目标的空间科学卫星,已开始在全球范围内产生有影响力的科学成果。其实这是很有挑战性的,因为我们之前几乎从来没有独立开展过以科学研究为主要目的的卫星项目,在一些具体的科研方向上很难做得比以美国为代表的国际先进水平更好。10年前,中国科学院紫金山天文台率先发射了我国首个天文研究空间项目——暗物质粒子探测卫星,并于2015年12月17日成功发射升空。现在已经成功运行五年了。这是中国第一颗没有功利主义,纯科学探索的天文卫星。它以前所未有的精度测量了高能宇宙射线的成分和能谱。我很高兴有机会参加这次会议
除了暗物质粒子探测卫星,还有墨子、鬼眼和嫦娥探月系列等。最近,嫦娥五号的消息不断被“刷屏”。大家都知道是去月球“采矿”,然后返回地球。包括去年7月23日发射的“田文一号”,是我国首次自主探索太阳系行星,重点开展各种数据测量和科学探索。这些复杂的深空探测项目的成功实施,证明了我国实现航天工业现代化的能力,也开始在深空探测领域迈开中国的足迹。
下一个十年 中国太空的科学探索必将为世界瞩目
未来10年,我国规划了小行星采样返回、火星采样返回、木星及其卫星等巨型行星的探测。去年田文一号发射时,我国也发布了一系列行星探测计划。这些系统的深空探测都是以科学目标为指导,构成了我国过去10年空间活动的重要组成部分。同时,我认为这是我国科学家的长期诉求和努力,包括天文学、行星科学和空间科学。在我们专业领域长期坚持之后,逐渐形成了自己的特色和发展思路,告诉我航天事业的协同发展可以支撑我国在世界范围内的航天影响力,尤其是中国对太空探索的贡献。
过去10年中国航天发展的标志性工程是中国自主建造的空间站。中国空间站的建设也是一个里程碑式的时刻。一方面证明中国有能力独立完成如此复杂的航天工程;另一方面,它还旨在开展大量系统的空间科学实验,涵盖数百个空间科学和技术实验,这些实验将在未来继续进行。
去更新科学实验的内容,所以我觉得中国这种进入太空的能力,已经开始为世界范围内的科学研究和文明认知提供了不可忽视的力量,之前我们是几乎没有贡献,现在至少完成了很重要的历史性转变。
我们国家这几年已经开展的太空探索活动和即将开展的太空科学实验,我认为很快就会形成新时代的国际影响力以及中国太空科技发展的特色。我国的空间探索项目一定会在科学上有突破,有贡献,花了国家这么多人力、物力、财力,必将产生国际影响的科学成果,并产生大量的可以转化为助力经济长期健康发展的技术与人才。计划正在开展的太空科学探索项目越来越多,证明了我们国家能有这样的远见卓识,并且有能力去执行世人瞩目的太空科学探索行为。
人类为什么要进行太空探索
我经常会讲科普报告,主题就是为什么要探索太空,我觉得首先人类有一个底层的好奇心,总是对太空充满了好奇和探索欲,我们在过去几千年的文明发展的过程,不管你承不承认,贯穿着地球上不同地域文明发展的过程。是我们文明发展的重要原动力。第二个层面,我们探索太空产生的知识,帮助了我们对自己的文明社会的发展有一个更完整的认知。我们知道了今天地球在宇宙中的位置,人类在地球漫长演化史产生出来今天这样的文明状态,让我们对自己的定位有一个更明晰的概念。我们知道自己从哪来,我们要到哪去,我们生活在一个怎样的世界?这对我们认识自我非常有帮助。
探索太空这件事情,使得我们有一个发展的方向,人类不可能永远将自身的发展限制在地球,我们一定会走出地球,你会认识到太空就是我们下一个家园。人类的祖先走出非洲,来到亚洲,从亚洲到美洲,拓展至地球的每一个角落。然后我们必将从地球进入到太空,这是一个必然发展的过程。我们今天已经看到了这个过程令人兴奋的开始。今天马斯克成为世界首富是一个不少人在讨论的话题,我觉得这就是大家对未来充满了期待,期待不光是文明发展变化的状态,更多的也是商业的机会,因为经济本质上就是发展的可能性,让社会看到这个世界存在更多的发展机会,由科技带来的的变化,好的变化。
我认为人类探索太空的一个最直接的功利性目的,就是开发利用太空中的资源,近期以月球、近地轨道数以千万记的小行星为主要目标。充分利用太空资源来发展太空经济,真正的开展全新范式的太空工业化进程,一定会成为这个十年世界经济发展全新的增长点,并在很大程度上定义人类文明发展全新的阶段,走出地球引力势,使得人类真正成为多星球的物种,而太空时代就在我们这个时代开启,这是非常激动人心的。起源太空作为中国第一家致力于太空资源探索、开发与利用的商业航天公司,正在吸引中国最优秀的行星科学专家、资深的航天系统工程师和拥有国内外创业经验的年轻创业者走到一起,共同实现这个伟大的梦想。我们坚定的相信要站在文明共同体发展的高度去实现这个梦想。2021年我们即将发射全世界第一个商业采矿机器人、中国第一个空间光学望远镜等,通过与国内外多家高校与科研机构合作,开展重点技术攻关、全局优化,综合匹配整合各方优势资源,充分降低研发成本,轻资产运营,重资产分 摊,实现并行完成多个卫星研发项目。
最后我想补充的是,如果你对探索太空的原因感兴趣的话,可以去看NASA局长在70年代的时候,是如何回答这个问题。当时有一个赞比亚修女给NASA局长写了一封信,信中问了一个问题:在非洲人们连饭都吃不饱,但美国为什么还要把人类送上月球,为什么要去做这种太空探索的事情?
这个NASA局长是这样的回应的:第一,其实人类探索太空的投入非常低。政府有专门的经费去做这件事情。人类以美国为代表,这项经费就占到了人类所有经济活动的千分之1都不到, 所以用探索太空的钱其实也解决不了多少吃不饱饭的问题,本质上它不是一个决定性的因素。第二,非洲为什么会穷困潦倒?无非就是没有很好的把土地利用起来完成工作,没有很好的收成,农业活动、工业活动受限,为什么受限?就是你的气象预报没有做好,你的土地规划没有做好,你的社会发展没有更好地组织起来。其实人类进入太空的一个重要的目的就是去提供生产生活的服务,比如告诉你明天会是什么样的天气,告诉你国家的土地规划和现在的污染状态等等。第三是给未来提供了一个希望,我们可以登陆上月球,证明了人类是一个伟大的物种和文明,所以我们应该有信心有能力去解决现实生活中遇到的所有的困难,他可以给人民以动力,以及强大的民族自豪感,也能够带给全世界人民同样的感受。
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