吴季：同学们，大家好。今天看到我们在座的会场这么多的同学来，我也是非常高兴。刚才戚院士讲到了我们国家这几年的航天发展非常快，受到了公众越来越多的关注。特别是我们的青年学生，我们的研究生开始越来越关注航天事业的发展。这个应该说对我们航天人的发展今后是一个非常好的条件，因为我们会有源源不断的优秀的学生的人才输入进来。最近我们空间中心在招研究生和研究生毕业大家留所，和外面来的研究生，显然人数越来越多。我也听说咱们航天科技集团现在进入的新的职工的层次越来越高。当然了，不单是北大、清华、北航、科学院的研究生，还有一些优秀的人才也被航天事业在不断地录用。所以这都说明我们航天事业会有新的发展。 今天这个主题应该说也非常好，是希望我们在座的正在学习的学生能够关注一下航天，实际上今天主要是讲航天，不是讲航空。整个航天事业现在有些什么新的动作，什么新的计划，以前的历史，是怎么发展起来的，让大家有一个初步的了解。在这个基础上我就在这里再次呼吁咱们的学生，咱们正在学习的同学，今后都能够有兴趣的话加入到航天事业当中来，成为我们航天和空间研究的一名科技工作者。所以今天非常高兴。 我想跟大家简单地介绍一下三个内容：一个就是简单介绍一下什么叫空间科学。因为刚才戚院士也讲到航天活动有很多具体的活动，空间科学和探索实际上只是其中之一，还有大量的气象、对地观测、通讯、导航其它的一些应用，空间科学是其中一个。为什么我要选这个题目呢？倒不是因为我们在科学院工作，大量的空间科学的研究人员在科学院的各个研究所，主要还是因为空间科学在我们国家航天事业的发展当中是一个新兵。刚才戚院士也讲到我们到了最近，特别是胡锦涛主席也开始关注空间科学的发展。我们一个发展中国家在整个世界发展过程中，肯定要先关注吃饭的问题，减灾防灾的问题，但是中国现在已经是一个经济大国了。所以要为人类做出一些知识上的贡献，也慢慢的成为一个重要的国家需求。所以空间科学是一个新兵。在这儿我给大家做一个简要的介绍。 第二个，给大家介绍一下我们50年来空间科学所取得的一些发展，包括国际上的一些进展。 最后，谈一谈我们国家在空间科学发展当中的一些历史和现状。

首先，跟大家交流一下什么叫空间科学？为了讲什么叫空间科学，我还是跟戚总一样回顾一下整个人类的航天的发展。第一颗人造卫星是1957年10月4日，当时是一个非常大的新闻，俄罗斯把第一颗人造卫星送入太空，当然我们国家第一颗人造卫星比它要复杂，要重，当时只有80几公斤。为人造卫星做出重要贡献的当时俄罗斯有两位科学家，一个叫卡尔利什是当时俄罗斯科学院的一个力学数学所的一个研究所的所长，后来他成为俄罗斯科学院院长，另外一个就是柯罗洛夫。柯罗洛夫是俄罗斯的火箭专家。这个大家可能都看过有关的介绍。 再有一个非常重要的事件，就是加加林升入太空。这是前苏联创造的第二个人类第一次。把人类送到了近地轨道上，然后又安全地返回。尽管当时的加加林比我们的杨利伟要困难的多，遇到了各种各样的困难，在太空待的时间也非常短，但确确实实创造了人类的第一次。这个事件发生以后，从国外的网站上下载的资料，当时是4月20日，离4月11日没差几天，当时肯尼迪总统就给他的副总统，给他助手写了封信，其中就谈到，我们能不能够把人送到月球去环绕，能不能够建立一个空间实验室，我们能不能够，人家都在二十四小时夜以继日地工作，我们能不能够也夜以继日地工作，去和苏联去竞争？问了很多非常有竞争力的问题，问他的副总统。那么这封信，这封便条被认为是美国阿波罗计划最开始的动机。可以看到当时是在两苏争霸之下的一个太空竞争。当然了，美国用了不到九年的时间就完成了阿波罗计划。把第一个宇航员送到了月球上，在月球上留下了人类第一个脚印。在月球上宇航员就是阿姆斯特朗。 在这之后还有很多重大事件我就挑几个跟大家来回顾一下。一个是1990年发射的太空望远镜。哈伯望远镜是当时人类最大的望远镜，拿到了太空上，孔径有两米。这样一个望远镜如果在地球上不算什么，但是要送到太空当中，当时就会遇到非常多的困难。当时是用航天飞机上去的，当时也预计到这样一个大望远镜可能会遇到维修的问题。所以它从设计初期就设想，可能会有人的维修，所以它把它送到了载人航天的轨道上，跟航天飞机在一个轨道高度。在运行的过程当中曾经被航天飞机修理过多次，至少是三次。中间还换了它的CCD，还换了太阳能的帆板，还换了很多部件。这个望远镜是空间科学发展历史中的一个里程碑。它在太空上已经运行了超过20年，到现在还在运行，获得了大量的科学数据。待会儿我还会谈到。 再有一个，其实空间科学和探索的例子很多，但是我挑了几个都是比较有特色的，简单跟大家介绍。再有就是人类怎么去落金星、火星我就不提了，这个计划惠更斯计划是人类降落到最远太阳系，离地球最遥远的土星的第六个卫星上的一个探测器，叫惠更斯。这个惠更斯降落“土卫六”是搭载的美国的一个飞船，叫“卡西尼”。两个一起飞去，到了土星轨道上，把惠更斯分离出来，它在“土卫六”上着陆。这是人类从太阳系至今为止最遥远的行星的卫星上传回来的照片。大家可以看到“土卫六”上也是黄沙一片，当然它还有很多海洋，这些海洋不是水的海洋，而是甲烷的海洋。这个在网上搜一搜就可以看到有关的资料，这也是一个里程碑。 再有一个里程碑，就是我们现在仍然在飞行的美国从1977年就发射的两颗卫星：“旅行者一号”和“旅行者二号”。现在已经飞到了太阳系的边缘，它飞到了110多个天文单位。大家可以看到这儿110个天文单位，一个天文单位是多少呢？就是太阳到地球的距离，是1.5亿公里。那么110多个天文单位就是它已经到了110个太阳到地球的，地球大概就在太阳的附近，那么它现在已经飞到这儿了，已经几乎飞出了太阳系。那么太阳系定义有很多了，其中有一个就是终止激波，太阳风吹到这个地方以后就吹不动，它就会堆积到那儿，所以形成一个终止激波，它已经，这两个卫星已经飞出了终止激波。所以这也是空间探测的一个非常重要的一个里程碑。 这样就可以大概归纳一下，空间大学到底有什么特点？第一个，空间科学必须要用到我们的航天技术，要进入空间。刚才戚院士也讲到，我们运载火箭，需要卫星、飞船和探测器来支持它的研究。第二个，空间科学它要回答的是什么和为什么的问题，是要为人类提供知识。它一定要有新的发现，有新的知识的输出，它的数据要提供做研究，这个和应用卫星有本质的区别。应用卫星主要是提供服务，这个是提供科学研究的数据。基于这两点，空间科学就是空间技术和自然科学的一个重大的交叉，两者缺一不可。 因此，没有科学目标的科学计划通常我们就叫做应用卫星计划，不叫做空间科学计划。那么没有技术的支持，空间科学也无从获得数据，所以空间科学是建立在我们国家现有，如果对中国来讲，现有空间技术的基础上去从事科学研究的卫星计划。 如果给个定义的话，现在从我们在《大百科全书》上找不到这个定义，但是经过多次国内的同行、专家的研讨，我们现在基本上认可这么一个定义，

下面我就向大家介绍一下50年来有些什么重大的发现。我也是因为空间科学的发现，现在其实我们书本上学的很多知识，已经都在借用50年来空间科学的发现。但是我想在这里主要还是跟大家挑几个比较有特点的，循序渐进的。我们知道我们生活在地球上，地球外面有大气层，地球上面有大气层，再往外大气层被太阳光照射以后，特别是紫外光照射以后有电离，就出现了电离层，慢慢再往外电离层就被耗尽了。在人造卫星之前，我们只能知道到此为止，没有进入实际的探测。 那么人造卫星发射以后，我们发现大气的粒子在扩散的过程当中，它有一个分布，特别奇怪的是它带电的粒子，高能带电粒子会集聚在两个区域：一个是质子的区域，一个是电子的区域。这两个区域是美国科学家范阿能（音），范阿能（音）发现了这个辐射带，最开始他是通过计算出来的。因为地球是个偶极磁场，大家可以看如果把磁力线画出来是这样，它恰恰是在磁力线的某个壳层里面，分布在里面。也就是说当高能粒子在运行的过程当中，逃逸的过程当中，进入到某个磁场的强度的时候，它就会被捕获，被堆积在这儿，所以这是一个高能粒子堆积带，叫辐射带。如果我们再往外走的话，这边拖了一个很长的磁尾磁力线都不闭合。大家可以看到磁力线本来是这样的，到了这儿都不闭合了，它开口了，拖了一个很长的磁尾。向着太阳这一面，有太阳风粒子过来以后，由这个磁场的边界形成了一个攻击波。所以这是人们进入太空以后，一个非常重要的发现。就觉得我们这个地球以外是非常奇怪的。我们把这个统称为磁层。电离层以外还有磁层。 但是这个磁层并不是一个像刚才画的那么漂亮的一个完整的结构，它实际上是动态的。大家可以看到，如果太阳风的激励发生变化的话，我们可以再放一次，太阳风的激励发生变化，整个磁层的强度，这个粒子的分布都会发生收缩变化，实际上磁层是一个动态的三维体。对动态的三维体我们现在了解的还不是特别清楚，因为有时候卫星会失效，有时候卫星会不失效。有时候卫星带电会充很多电，有时候就会比较安全。所以我们还不知道这个环境到底它会发生什么样的变化，在多大的太阳风的压力的情况下会发生大的爆发。特别是磁尾这个地方发生了一些能量的变化，它会反过来输入到两极，在两极形成极光。大家可以看到这个是极光，会形成极光。这些规律我们希望有个定量研究，现在基本上是感性的研究，没有定量的分析，没有定量的研究。 这个太阳风从哪儿来？大家从这个动画可以看出来，太阳风从太阳表面，根据太阳表面的一些磁场的变化喷射出来的，经常有大团、大团的物质喷射出来。这个我们称为日冕物质抛射事件。当它到达地球以后，它就会压迫地球的磁层，在地球磁尾形成重联，把这个能量又输入到两极，在两极形成极光。 这个大的过程我们也是清楚的，这也是由于近年来的多颗太阳观测卫星和行星际观测卫星，发现这些物质是从太阳抛射出来，而且它在行星际当中传播，一旦遇到了地球就会发生这些现象。所以地球就是发生大的磁暴，这个我们称为空间天气的事件。但是太阳的爆发能不能，喷射出来的物质是不是就一定吹到地球还不一定。因为地球在整个太阳周围只占一个很小的张角。所以一部分能到达地球，一部分到达不了地球。所以空间天气预报，即使你看到太阳上有爆发，也不能报的很准，这都是我们现在正在研究的内容。 在九十年代中期有一个卫星，这个卫星非常有独创性，也是人类第一次。它第一次脱离了黄道面，飞到了太阳的极轨大家知道八大行星和所有的太阳系当中的天体全部都是分布在黄道面内的，最大的倾角也不过就是十几度，包括慧星，二十几度。为什么分布在黄道面里？因为太阳自身在旋转，它旋转的轴就是垂直于黄道面。所以这些行星都是在太阳行星初期因为旋转抛离出来，分离出来，然后逐渐又凝聚成一个个行星。但是脱离了黄道面以后，这个空间太阳系是什么样子，从来没有人去探测过。这颗卫星发射以后，在太阳极轨转了两圈，大概在五个AU的距离上转了两圈，发现这是黄道面，在黄道面太阳风的速度大概在300-400公里，背景太阳风的速度。但是到了高纬以后，大家可以看到太阳风的速度增加了一倍，变成到了800公里。这个几乎达到了在黄道面内有太阳风暴发生时候的太阳风的速度。所以这是一个非常重要的发现，到目前为止机理不清楚。因为这颗卫星只做就地测量，它没有望远镜，它看不到这个高纬的这些地方太阳发生了什么变化。所以这是一个非常重要的发现。它围着转了两圈，多次重复了这个探测以后，确认高纬度的太阳风的速度比低纬度，比黄道面内要高一倍。这也是一个非常重要的进展。 当然了，我们再往远走，我们刚才谈到了地球，谈到了太阳到地球之间，又谈到了太阳风，我们再往远走，刚才已经谈到我们还有木星，还有其他的行星。这是一个木星的磁场，大家可以看到木星的磁场实际上跟地球的磁场非常接近，但是木星本身比地球要大得多，所以这个磁场周围，它这个