空间海洋技术发展期待战略新突破

2010-12-10 09:43 来源: 科学时报
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  今年6月,国家主席胡锦涛在两院院士大会上的讲话中指出,当前要大力发展空间和海洋科学技术。要提高空间探测能力、对地观测能力、信息应用能力,在空间科学技术研究及其应用方面取得原创性重大突破,保证我国有效和平利用空间。要提高海洋探测及应用研究能力和海洋资源开发利用能力,使我国海洋科技水平进入世界前列,增强我国海洋能力拓展,支撑我国海洋事业发展,保护和利用海洋。

  胡锦涛提出将空间和海洋科学技术作为“争取尽快取得突破性进展”的八大科研领域之一,再次提升了中科院为该领域制定2050年科技发展路线图的重要性。

  2009年6月,中科院发布《创新2050:科技革命与中国的未来》系列报告,描绘了我国在能源、人口健康、空间与海洋、国家与公共安全等18个重要领域面向2050年的科技发展路线图。

  路线图提出,按照2020、2030和2050三个阶段,构建以科技创新为支撑的我国八大经济社会基础和战略体系,“空天海洋能力新拓展体系”位列其中。

  那么,我国在空间和海洋科技领域的研究现状如何?将空间和海洋科技提升到国家战略高度,又将如何有效推动相关领域的研究?面对现有基础和未来发展路线,科技界又当如何努力?

  近日,中科院空间科学与应用研究中心主任吴季,中科院对地观测与数字地球科学中心主任郭华东,中科院海洋研究所原所长相建海研究员,共同做客由中国科学院和人民网科技频道联合主办的“展望中国八大科研领域突破访谈”,对相关问题进行解读和探讨。


  吴季:

  空间探索——以国家需求为牵引,规划科学创新目标

  1957年,苏联发射历史上第一颗人造卫星,开启了人类探索空间的新时代。随后,人类先后对月球、金星、火星、木星等太阳系行星展开探索征程。如今,人类的宇宙飞船历经30多年飞行,已接近太阳系边缘,目前仍然在向前进发,并传回大量数据。

  相比而言,我国的空间科学探索刚刚起步。2003年,神舟五号载人飞船第一次把航天员送上太空;“双星计划”发射了首颗地球空间探测卫星。2007年发射第一个月球探测卫星嫦娥一号;今年10月,嫦娥二号正式奔月履行使命,并传回月面影像。

  吴季在总结我国空间科技探索现状时说:“回顾人类探索太空的历史,中国在代表人类探索太空方面还相当落后。”不过,吴季也同时表示,近年来我国航天事业发展很快。

  针对不少人提出我国面临“前有劲敌,后有追兵”的发展形势,吴季认为,“前有劲敌,后有追兵”的说法反映出一种冷战思维。冷战期间,美俄两国有着激烈的太空竞赛,倾其国力发展太空探索。美国曾在“阿波罗计划”高峰时期,拿出近7%的GDP予以支持。

  在和平发展时期,吴季认为,我国的太空探索不能仅仅“为了和别人比”,而是要根据国家战略需求来布局发展。“这些需求不光是直接应用于国民经济发展,也包括为人类提供一些科学支持。在太空探索上,我们要做一些创新的东西,而不光是做一些跟踪的东西,重复别人的东西。这同样是一种国家需求”。

  两院院士大会上,胡锦涛提出大力发展空间探索,给空间科技界提出了新的期望和要求。随着我国综合国力的增强,吴季希望“能够在关注国计民生的同时,关注一些稍微长远的基础科学问题”。

  在吴季看来,空间探索中原创性的突破,要求我们必须提出自己的创新型计划、设计思路和探索思路,以便让中国科学家获取第一手数据,从而发现一些原创性知识。

  为此,上百个科学家共同参与制定了我国空间科技2050年科技发展路线图,布局具有创新意义的科学目标以及科学卫星计划。

  吴季介绍了该路线图中的几个分支,包括:名为“天体号脉”和“天体肖像”的对宇宙观测以及暗物质探测计划;“太阳全景”和“太阳显微”的对太阳观测;日地关系计划;地球观测计划;太阳系深空探测计划;微重力计划和生命科学计划,以及基础物理实验计划。


  郭华东:

  对地观测——加大投入,重点发展自主遥感卫星

  对地观测与航空航天的发展密不可分,上世纪60年代,航空和卫星的对地观测率先在西方发展起来。

  “我国从上世纪70年代中后期开始大规模发展对地观测技术,而地域辽阔则给我们提出了很高要求。”郭华东介绍说,“目前,我国在这个领域并不是特别落后,总体上在全球属于第二集团,个别领域已跨入第一集团。”

  在郭华东看来,胡锦涛的讲话给对地观测提出了更高的目标,也是非常重要的一个目标。

  基于目前我国的对地观测发展现状,郭华东认为,要根据国家需求和目标作好规划,有针对性地发展星载对地观测体系、航空对地观测体系以及综合对地观测体系。

  在谈及我国对地观测的原创性突破能力时,郭华东坦陈“还有相当大的差距”。他表示,原创性成果的取得,需要明确科学目标、有效凝练科学问题;此外,还要用全球视野分析问题,引导技术发展,明确未来发展之路。

  在郭华东看来,胡锦涛的讲话将在政策层面有力推动对地观测的发展。下一步,应该投入更多的经费以匹配发展目标,并吸引、造就一流科学家和技术专家来引领发展。

  据郭华东介绍,从上世纪90年代中期开始一直到2020年,美国对地观测平均每年的计划经费是75亿美元,主要用于发展遥感卫星系统。

  郭华东说,在对地观测中,卫星观测是一个主体。考虑到中科院的基础和目前的学科划分,主要还是做了对地观测卫星的路线图。从对地观测卫星的角度来讲,我国有比较好的布局,比如气象卫星、资源卫星、海洋卫星、环境卫星系列,下一步将有测绘卫星、电磁卫星等其他卫星相继问世。

  郭华东进一步指出,目前我国的对地观测研究主要利用了主流的国际遥感卫星,因此国外数据占了绝大部分市场。路线图中的一项重要工作,是逐步提高我国自主遥感卫星的比重。到2050年,将有70%到80%的信息来源于国产卫星,并以此为主开展应用事业。

  除此之外,路线图中还包括了机载对地观测、对地观测数据处理分析,以及对地观测在农、林、地矿、海洋等国民经济建设各方面的应用。


相建海:

  海洋探测——保护好“蓝色财富”,“取之有术,用之有度”

  “海洋是人类生存的基石和重要的物质基础。为了更好地了解海洋、保护海洋、开发海洋,必须要有勘测海洋的更多能力。”相建海认为,海洋科技的重要性不言而喻。

  “营鱼盐之利,行舟楫之便”,我国自古便有利用海洋的传统,海洋探索也曾在郑和下西洋时辉煌一时,而后却逐渐落伍。解放后,我国的海洋事业有了较大发展。

  “但由于投入有限、起步较晚,总体上海洋科技力量至今仍处于落后20到30年的阶段。”相建海介绍说。

  另一方面,进入新世纪以来,因认识到海洋对解决人口、资源和环境问题的重大作用,我国开始将和平利用、开发海洋提升到国家战略层面。海洋科技取得了很大进步,近年来发展趋势很好。

  相建海介绍说,通过“863”计划、“973”计划等国家科技项目的部署,人才队伍已经初具规模、整体实力逐渐增强,并在海洋生物技术、海洋探测技术和资源利用技术等方面作出了引人注目的成绩。

  “如果说之前的重点是瞄准世界先进水平进行追赶,那么当前面临的任务则是迅速抓住重点,有所作为。”相建海说,“胡锦涛在两院院士大会上提到,要提高海洋探测及应用研究能力和海洋应用开发利用能力,实际上非常英明地给我们指出了前进的方向。”

  我国有将近300多万平方公里的“蓝色国土”,这是我们解决新世纪所面临的资源、人口和环境挑战时非常重要的一笔财富。相建海强调,“如何在保护好这笔财富的前提下应用、开发它,应成为当前关注的重要话题。”

  相建海进一步指出,海洋资源是有限的,应该“取之有术,用之有度”。有术,就是要采取科学、严格的管理办法,采用合理的技术进行开采。有度,就是提高科学认识的水平,掌握规律,在保护好它的前提下,达到可持续开发的能力,让其可以再恢复。

  在制定面向2050年的科技发展路线图时,海洋领域众多相关专家学者根据国民经济发展的重大需求、国际前沿发展趋势以及目前基础,描绘出了海洋科技路线图。