我國(guó)天文機(jī)構(gòu)對(duì)空間天文的研究和支持
我國(guó)目前的天文研究主要集中在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)及其下屬單位,以及其組成單位紫金山天文臺(tái)和上海天文臺(tái)。另外,近年來在國(guó)內(nèi)各大高校天文學(xué)的研究也蓬勃發(fā)展,除了早期的南京大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)外,廣州大學(xué)、廈門大學(xué)、上海交通大學(xué)、云南大學(xué)、廣西大學(xué)、中山大學(xué)等都先后成立了天文系或相應(yīng)的天文研究單位。
國(guó)家天文臺(tái)的總體戰(zhàn)略發(fā)展方向除了從事天文觀測(cè)、理論,以及天文高技術(shù)的研究外,還“在面向國(guó)家戰(zhàn)略需求方面,成為國(guó)家空天安全等領(lǐng)域不可替代的重要方面軍”⑥。具體而言,國(guó)家天文臺(tái)對(duì)我國(guó)太空戰(zhàn)略的支持包括依托探月、深空探測(cè)、地面太陽觀測(cè)裝置研究太陽和太陽系,以及面向國(guó)家空天安全的應(yīng)用天文研究和體系建設(shè)。
國(guó)家天文臺(tái)在深空探索方面最主要負(fù)責(zé)的部門是月球與深空探測(cè)研究部。該部門的職責(zé)之一是進(jìn)行以探月工程為主的深空研究,包括深空科學(xué)探測(cè)運(yùn)行、深空探測(cè)科學(xué)數(shù)據(jù)處理等。另一方面,該部門也對(duì)太陽系內(nèi)其他行星和天體展開多方面研究,包括射電、遙感、地質(zhì)與天體化學(xué)研究等。
國(guó)家天文臺(tái)的組成單位上海天文臺(tái)也在支持我國(guó)太空戰(zhàn)略方面發(fā)揮了巨大的作用。其下屬的天文地球動(dòng)力學(xué)研究中心以及射電天文科學(xué)與技術(shù)研究室運(yùn)用現(xiàn)代天文和衛(wèi)星技術(shù)(包括甚長(zhǎng)基線觀測(cè)等)來測(cè)量地球的整體性和大尺度運(yùn)動(dòng)變化。該方向?qū)ξ覈?guó)空間飛行器包括嫦娥衛(wèi)星等精密定軌理論和應(yīng)用的研究、衛(wèi)星激光測(cè)距及新技術(shù)研發(fā)等有重要意義。同時(shí),時(shí)間頻率技術(shù)研究室展開主動(dòng)、被動(dòng)型氫原子鐘的研究,以及時(shí)間頻率技術(shù)等課題,這些方向?qū)宋锢?、通訊、?dǎo)航和測(cè)繪等科技應(yīng)用領(lǐng)域起著不可或缺的作用。
國(guó)家天文臺(tái)的另一組成單位紫金山天文臺(tái)位于南京,主要在下列方向上支持我國(guó)的太空戰(zhàn)略:空間天文探測(cè),特別是由近期發(fā)射的暗物質(zhì)衛(wèi)星進(jìn)行暗物質(zhì)粒子探測(cè);建立南極天文研究基地,在太赫茲探測(cè)技術(shù)方面展開研究;建立面向國(guó)家戰(zhàn)略需求的空間目標(biāo)和碎片觀測(cè)研究中心;以及面向深空探測(cè)的行星科學(xué)研究中心。
我國(guó)空間天文發(fā)展展望
近年來,我國(guó)各部門包括國(guó)防科工(委)局、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家自然科學(xué)基金委等先后組織專家討論并撰寫了我國(guó)空間天文的中長(zhǎng)期規(guī)劃并確定了我國(guó)空間天文領(lǐng)域中長(zhǎng)期科學(xué)發(fā)展目標(biāo):有選擇地開展針對(duì)重大科學(xué)問題的前沿探索與研究,在黑洞、暗物質(zhì)和暗能量以及地外生命的探索等方面取得突破性進(jìn)展②③,并確定了在2015至2030年間的一系列計(jì)劃③⑥。
“黑洞探針”計(jì)劃:研究宇宙中的黑洞、伽馬射線暴等高能天體物理現(xiàn)象,并理解在極端物理?xiàng)l件下的物理規(guī)律;
“天體號(hào)脈”計(jì)劃:對(duì)宇宙中各類天體的光變現(xiàn)象進(jìn)行研究;
“天體肖像”計(jì)劃:對(duì)宇宙中各類天體進(jìn)行成像觀測(cè);
“天體光譜”計(jì)劃:對(duì)宇宙中各類天體進(jìn)行光譜觀測(cè);
“系外行星”計(jì)劃:尋找系外行星,特別是類地球、類木星的行星;
“暗物質(zhì)探測(cè)”計(jì)劃:利用空間探測(cè)器來搜尋暗物質(zhì);
“宇宙燈塔”計(jì)劃:使用中國(guó)即將建成的空間站作為天文觀測(cè)和物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)各類天體現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè),并研究探索X射線脈沖星導(dǎo)航等實(shí)用問題。