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词条 中国科学院空间科学与应用研究中心
释义

§ 概述

中国科学院空间科学与应用研究中心

中长期发展规划:

力求经过15-20年的发展,使空间中心成为既有很强的基础研究和自主技术创新能力,又有全面的空间科学任务总体技术服务和技术支撑能力的国际著名的综合性研究机构。

使命:

让中国的空间探测和研究成果成为人类探索太空的里程碑。

§ 历史沿革

“581”组合影

1958年5月17日,新中国的缔造者--毛泽东主席在党的八大二

次会议上提出:“我们也要搞人造卫星”。随后聂荣臻副总理责成中科院张劲夫等负责制定人造卫星规划方案。中国科学院为完成人造卫星任务于1958年9月成立了“581”组办公室,10月至12月组建了总体组、电学组、空间光辐射组、遥测组、结构组、雷达定位组、环境模拟组、高空大气组等8个研究组、由“581”组办公室直接领导,在西苑操场甲1号形成了初期空间科学与应用研究中心的前身。

1964年12月27日,在三届人大会期间,赵九章先生呈书周恩来总理,对发射我国人造卫星的意义、技术途径和具备的条件进行了分析,建议将研制发射人造卫星列入国家计划。1965年中科院开始筹建卫星设计院,对外名称中科院科学仪器设计院,即“651”设计院,赵九章任院长,并召开了我国第一颗卫星论证会,提出了我国发展人造卫星规划设想,第一颗人造卫星总体、设计、运载和地面系统等方案设想,为1970年4月24日我国第一颗人造卫星的发射和今后卫星的发展打下了坚实的基础。1966年2月正式成立应用地球物理

所,赵九章兼任所长,后因体制调整归国家航天局,对外名称为空间物理所。1979年中科院再次组建队伍,成立了空间科学技术中心,开展“两星一站”工作。八十年代中期,遥感卫星地面站完成了建设任务并独立运行。1987年院党组决定将空间物理所与空间科学技术中心合并,正式更名为空间科学与应用研究中心。

从1958年到八十年代后期,空间科学与应用研究中心在我国第一颗人造卫星东方红一号、实践一号卫星、实践二号卫星、天文卫星、资源卫星和遥感卫星地面站的研制、发射与建设等工作中,都立下了不可磨灭的功勋。

1992年中科院组建了空间科学与应用总体部,1995年院党组决定空间科学与应用研究中心与空间科学与应用总体部合并,院党组的决策就是为了加强对我院空间科学与应用研究工作的统一组织协调,进一步密切空间科学、应用研究与型号任务的相互关系,充分发挥我院空间科技力量的综合优势,提高我院承担国家重大攻关项目和工程型号任务的总体协调、关键技术攻关和质量控制等方面的能力,确保工程任务的完成,同时为争取国家“九五”和后10年国家航天工程中更多任务打下良好的基础。

1999年完成了研究所定位工作,研究所进入知识创新工程试点单位的工作。2003年11月院党组决定空间科学与应用总体部划归光电研究院。

§ 发展现状

空间中心目前主要从事载人航天工程、地球空间双星探测计划、月球探测计划和多颗应用卫星的有效载荷和相关支持系统的任务、以及空间物理基础研究国家重大项目、多项863项目、中科院创新工程方向性项目和技术开发与产业化方面的任务等工作。主要研究方向有太阳、行星、及地球空间物理基础前沿问题,灾害性空间天气事件连锁变化过程,天基和地基空间环境监测与探测,空间环境预报和空间环境效应预测及相关研究,航天器综合电子设备、空间系统的仿真与综合性信息技术以及微波遥感技术与应用研究。空间中心是“中国科学院空间环境研究预报中心”的挂靠单位,并设有“空间天气学国家重点实验室”、“国家863计划微波遥感技术实验室”等研究机构。

空间中心现有在职职工507名,其中博士后18名、博士103 名、硕士161名、本科141名,中国科学院院士2人,中国 工程院院士1人,研究员43人,副研究员及高级工程师150 人,中级科技人员168人。

空间中心现有科研实验室1.4万平方米,有技术支撑和服务机构及一批地面科学数据接收、观测台站,实验室的配套科研仪器设备种类齐全、技术先进,具备空间科学研究和开发的雄厚基础。

空间中心一贯注重质量和管理体系建设,已获得《质量体系认证证书》、《科技事业单位档案管理证书》和《中华人民共和国计量认证合格证书》。

空间中心具有空间物理专业博士、硕士学位授予权,计算机应用专业的博士、硕士学位授予权,空间飞行器设计、电磁场及微波技术专业的硕士学位授予权,并设有空间物理专业博士后流动站。现有在站博士后9人,在学研究生278人,其中博士生94人 ,硕士生175人,客座专家8人。

空间中心是中国空间科学学会、国际空间研究委员会中国委员会、世界数据中心中国空间科学学科中心等全国性空间科学学术组织的挂靠单位,与国内外科研机构和同行专家有着良好的合作关系。

§ 发展战略

中心机构图

在知识创新启动阶段,空间中心进一步凝练科技目标,调整科技布局,初步形成了三大学科发展领域:空间物理、空间环境,及其探测和应用技术;微波遥感技术和应用;空间综合电子,信息和微重力科学实验技术。

在空间物理、空间环境、及其探测和应用技术方面,我们要加强日地物理基础和应用基础研究,弄清灾害性空间天气过程的物理规律,建设空间天气学国家重点实验室。拓宽和完善包括月球在内的深空探测方面的科学研究能力。完成太阳紫外和X射线的能谱监测仪、太阳风监测仪等一批新探测器的开发,基本覆盖了空间环境探测的主要内容(包括直接探测和成像遥感探测);建立部分成熟探测器研制的国家行业标准;一批仪器达到世界先进水平,研发的探测器积极参与国际大型探测计划,形成国际竞争力。建立国家空间环境保障体系,形成初级的天地一体化空间环境监测网;突破空间环境预报和效应分析等方面的若干关键技术;完善空间环境业务系统,全面提升空间环境服务能力,基本满足国家安全和国民经济发展对空间环境安全保障的需求。并积极推动国家空间探测研究和空间天气/环境监测预报业务卫星计划。

在微波遥感技术方面,我们深入了解到这一领域技术发展之迅速,高性能的计算机和数字电路芯片大量的引入,探测频率不断向更低和更高的频段发展,向下进入P波段,向上进入亚毫米波段甚至太赫兹(分微米)波段。成像技术不但广泛用于有源微波探测,也开始进入无源微波探测。为此,空间中心应该坚持发挥中科院的优势,坚持开展先进技术研究,进一步拓宽和完善空间微波遥感技术的研究能力,大胆继承和引进电子技术领域里已有的新技术成果,综合各种模态的优势,发展新型的微波要手段,提出几项具有我国知识产权的新型空间微波遥感器研究成果,力争完成微波遥感的全电磁波段贯通,不断为我国航天工业输出新技术,使我国微波遥感信息工程及相关学科研究领域达到国际先进水平。

§ 优先发展领域

空间物理和空间天气研究领域

中国科学院空间科学与应用研究中心

在空间天气学研究的前沿领域基本弄清灾害性空间天气过程的物理规律,建立起空间天气事件连锁过程因果链的物理模式,以实现空间天气基础研究成果向应用转化为主线,对原有的4个研究室进行调整、充实、提高,成立了“中国科学院空间天气学重点实验室”。

同时根据发展的需要,新成立了“太阳系•行星探测联合研究中心”,着重开展月球和行星科学的探测和研究工作。

在空间探测领域

以建设国家天地一体化的空间环境保障体系和空间科学探测为目标,加大探测器研制工程化的程度,同时重视发展包括磁场、电磁波和GPS掩星探测在内的各种新型探测仪器和探测技术,并利用在轨探测器的实时数据进行各类空间飞行器的在轨警报服务。

在空间预报和应用领域

以国家空间环境保障体系的预报和应用为目标,联合院内相关单位,建设空间环境研究预报中心和数据服务平台,并开展预报模式和效应研究,提供载人航天以及其他应用急需的各类预报服务。同时将对空间碎片的研究推向工程化,使其进入空间环境保障体系之中。

同时根据发展需要,新设立为全院服务的数据中心,同时满足空间环境预报和空间科学研究的需要。

在空间综合电子和信息技术领域

以发展为空间科学有效载荷服务的综合电子技术为主线,同时结合空间科学计划和有效载荷设计的需要,推动和发展高速星载计算机技术、超大容量星上存储器技术、高速总线技术、轻小型数传发射机技术、空间任务系统模拟与仿真技术、地面综合电测技术、遥科学试验技术的天地支持系统等。

微重力科学试验技术领域

规划和建立了空间微重力实验设备支持技术研究单元、推动微重力空间科学试验技术的发展。布局了对封闭式生态和生命保障系统的预先研究和工程化方案研究。

在微波遥感技术领域

充分利用“国家863计划微波遥感技术实验室”的现有条件,不断加强微波频段到毫米波频段的科研基础设施建设,发展可以支持高度计、散射计和辐射计研制和标定的技术和实验装置,布局和开拓空间编队和虚拟探测等新技术领域。

§ 国家级获奖项目

项目名称

获奖年度

获奖级别

风云二号01批空间环境监测器及其探测结果  2004 国家科学技术进步奖二等奖

行星际扰动传播研究 2002  国家自然科学奖二等奖

磁层能量传输与释放研究 2001 国家自然科学奖二等奖

风云一号C气象卫星 2001 国家科学技术进步奖一等奖

涡旋诱发重联理论及其在磁层中的应用 1995 国国家自然科学奖三等奖

SSP-II型卫星数据收集平台 1995 国家自然科学奖三等奖

综合通信系统一期工程系统 1995 国家科学技术进步奖一等奖

日地共转扰动似稳结构及行星际起伏向地球磁尾的输运 1993 国家自然科学奖三等奖

织女三号(ZN-3)探空火箭探测系统 1993  国家科学技术进步奖三等奖

近地空间环境探测和理论研究 1987 国家自然科学奖三等奖

通讯卫星空间探测仪器 1985  国家科学技术进步奖特等奖

SD755子午仪双频卫星导航接收机 1985 国家科学技术进步奖三等奖

§ 学术刊物

《空间科学学报》

《空间科学学报》是中国科学院空间科学与应用研究中心和中国空间科学学会共同主办的综合性学术刊物,它立足于空间科学的前沿,积极反映该领域内的新发现、新创造、新见解、新理论和新方法,展示我国空间科学发展的进程和水平,广泛地开展国内外学术交流,促进空间科学的发展。

2001年,《空间科学学报》入选科技部评选的“中国期刊方阵”,被“中国核心期刊(遴选)数据库”收录,是核心期刊之一;列入国家科技部“中国科技论文统计”源期刊,加入国家科技部的“万方数据系统科技期刊群网”;被国家教委的“中国期刊全文数据库”、“中国学术期刊综合评价数据库”和“中国科技期刊精品数据库”收录,编入《中国学术期刊(光盘版)》,加入“中国期刊网”;已收入科技部西南信息中心“中文科技期刊数据库”;被编入北京大学出版的《中文核心期刊要目总览》。

《空间科学学报》被国内外多种权威性科技期刊检索刊物收录,并且列为英国的《中国天文学和天体物理学》(CAA,CAA为SCI收录期刊)的全文摘译期刊之一。近年来被检索收录的刊物包括:英国的《科学文摘》(SA)、俄罗斯的《文摘杂志》(PЖ)、德国的《天文学与天体物理学文摘》(AAA),《中国学术期刊文摘》(首批收录的源期刊)、《中国科学引文索引》、《中国物理文摘》、《中国天文学文摘》等。

§ 人才队伍

院士专家

刘振兴 姜景山 魏奉思

百人计划

王赤 熊蔚明 秦刚 杨国韬 董晓龙  王振占

杰出青年

王赤 冯学尚  徐寄遥  沈超

研究员

刘振兴  姜景山  魏奉思  吴季  刘波  王赤 龚建村  许安  孟新 王世金 刘和光  朱光武  孙辉先  王拴荣  代树武

陈晓敏  安军社  熊蔚明  朱岩  周昌义 郑建华  王春梅  翟光杰  蒋远大  冯学尚  史建魁  徐寄遥  杨国韬  黄朝晖

沈芳  武顺智  赵华 李磊  梁金宝  孙越强  王咏梅  李保权 叶依众  徐跃民  胡雄  张德海  李靖  董晓龙  王振占

张云华  张升伟  许可  张晓辉  郭伟  王宏建  孙波  姜秀杰  邹自明  付利平  刘四清  师立勤  韩建伟  沈超  陈涛  秦刚

§ 科研成果

空间中心于2000年成为知识创新工程试点单位,空间科学研究和空间技术创新发展进入了一个崭新的发展历程,取得了大批具有重要影响力的成果。

空间中心的定位是:在空间科学与应用研究方面从事基础性和前瞻性的工作,瞄准国际重大战略需求和科学技术前沿,着力发展空间物理、空间环境微波遥感和电子信息等方面的相关科学与技术,并受中科院委托承担空间科学规划的牵头工作,组织国家空间科学与应用的有关项目。

现有综合电子、信息技术、火箭与气球探空、微重力技术、空间天气研究、空间环境探测、空间环境预报、空间环境特殊效应、微波遥感、网络信息中心等研究单元及支撑机构,设有“空间天气学国家重点实验室”、“国家863计划微波遥感技术研究室”、“中俄空间天气联合实验室”等科研机构,是“中国科学院空间环境研究预报中心”、中国空间科学学会、国际空间研究委员会中国委员会、世界数据中心中国空间科学学科中心等全国性空间科学学术组织的挂靠单位。

空间中心目前主要承担载人航天工程、地球空间双星探测计划、月球探测计划、火星探测计划、子午工程、海洋卫星、风云卫星等数十颗应用卫星的有效载荷和相关支持系统的任务,以及空间物理基础研究等国家重大项目、数十项863-973项目、中科院创新工程方向性项目、数十项部委委托研究课题和技术开发与产业化方面的任务。

§ 合作项目

空间中心从建所伊始就十分重视国际合作工作。知识创新工程以来,我中心与俄罗斯科学院、欧洲空间局、法国空间中心等10多个国家的40多个研究机构、大学和国际组织建立了稳定的合作关系。成功举办了第36届世界空间科学大会,建立了中俄空间天气联合研究中心,与欧洲空间局合作开展的“地球空间双星探测计划”成为我国第一个大型国际合作空间科学项目。与俄罗斯合作的“中俄联合火星探测计划”也将于2009年10月发射。

通过形式多样的国际合作活动,我中心的相关学科、领域得到了跨越式发展,一批批青年科研骨干不断培养出来,今天空间中心已经逐步发展成为一个具有国际声誉和地位的空间科学研究机构。国际合作项目本身也经历了从一般性的交流互访,参与他国的国际项目到提出或者主持高层次、大规模国际合作项目的重大提升。

国际合作项目

1、“萤火一号”——中俄联合火星探测计划

中俄联合火星探测计划是中俄两国开展的深空探测重大合作项目,确定双方于2009年联合对火星及其卫星“火卫一”进行探测。其中,俄罗斯负责研制“福布斯探测器(Phobos)”,在火卫一上着陆、采集土壤并运输返回至地球;同时利用火卫一为平台,探测火星的空间环境。中国负责研制“萤火一号(以下简称YH-1)”火星探测器,进入环绕火星轨道,对火星的空间环境如火星的弓激波、火星磁鞘、电离层等进行独立而深入的探测研究。 “福布斯”探测器与YH-1火星探测器采用一箭双星的发射模式,计划于2009年10月在俄罗斯发射,于2010年8月进入火星轨道。

空间中心是YH-1火星探测器项目的提出单位,还是科学应用系统和火星探测器有效载荷、有效载荷数管、测控数传研制的牵头单位。 YH-1火星探测器是我国第一颗飞出地月系统的深空探测器,标志着我国空间科学事业进入了深空探测领域。该项目通过国际合作方式,将大大缩短我国与美国、俄罗斯、欧空局在深空探测和技术方面的差距,极大地提高我国在深空测控和仪器研制等方面的水平,推动我国在行星探测和空间物理研究的发展,并加强我国与俄罗斯在深空探测领域的战略伙伴关系。

2、“地球空间双星探测计划”

20世纪末,国际上各空间国家都制定了21世纪前20年空间探测的发展规划和计划。空间中心的科学家刘振兴院士等人提出了“地球空间双星探测计划”。2001年中国国家航天局局长和欧空局局长在法国巴黎欧空局本部正式签署了关于双星计划的合作。根据协议,欧空局组织和协调欧洲有关科研单位向双星提供8台(其中一台由中欧双方合作研制)先进的探测仪器,提供一个欧空局卫星地面接收站,接收双星的部分探测数据,并对有关的卫星技术(如卫星剩磁、卫星表面电位和辐射环境剂量计算等)提出咨询和协助。

通过与欧空局的合作,缩短了双星计划的研制周期,节约了有效载荷的研制经费,大大的提高了双星上探测仪器的水平,提高了双星的技术水平;双星与Cluster密切配合,优势互补,形成了人类历史上第一次对地球空间进行“六点探测”,这将成为21世纪初国际上重要的地球空间探测计划;这是我国第一次以自己提出的探测计划进行以我国为主的国际合作。总的来说,双星计划的实施,实现了我国空间探测跨越式的发展,使我国的空间探测跨上了一个新的台阶,提高了我国在国际空间界的地位。

通过双星计划和欧洲空间局的合作我们不仅获得大量先进的双星数据,还 获得了Cluster 4颗卫星上42台仪器的高分辨率科学数据。此外,还可获得与Cluster相配合的30个地面台站的地面观测数据,这对开展科学和应用研究提供了很好的数据基础;提高了科学研究的创新能力,推动了空间物理研究的发展;提高了空间探测仪器的研制水平;通过双星计划,提高了我国卫星和火箭技术水平;培养了一支高水平的空间科技队伍;提高了我国在空间物理界的地位和影响。通过双星计划,改变了以前在空间物理领域的合作一直是以国外为主,我国为辅的局面;双星计划的实施,已显示出我国在国际空间物理界地位的提高;双星—Cluster联合探测的多时空尺度探测数据,引起了国际空间物理界的高度重视,引发了磁层研究的新聚焦点。

3、第36届世界空间科学大会

世界空间科学大会是国际上空间科学界规模最大、最为重要的学术会议,由国际空间研究委员会(Committee on Space Research, COSPAR)每两年举办一次,至今已经举办了37届。第36世界空间科学大会于2006年7月16-23日在北京召开,也是世界空间科学大会首次在我国召开,会议取得了圆满成功。

国家主席胡锦涛为大会发来贺信。国务院副总理曾培炎出席开幕式,并作重要讲话。会议聚集了来自世界各地的两千名代表,共收到学术论文3705篇,研讨内容涉及空间地球科学、空间天文学、空间物理学、空间微重力科学、空间生命科学、基础物理的空间试验等众多学科。会议还组织了主要11个空间探测国家的航天机构负责人参加的高端论坛、讨论如何在刚刚兴起的深空探测热潮中开展国际合作,并提出了一个空间机构间深空探测协调机制。涉及许多国际空间研究热点专题的5个大型交叉学科报告和包括航天员专场报告在内的面向青少年的三个中文科普报告也精彩纷呈。

中国学者在空间科学领域里这样大规模的国际交流是本次大会最直接的收获。大会还为展示我国近年来在载人航天、双星计划等重大空间科学计划中所取得的研究成果提供了最有力的平台,同时加强了公众对空间科学研究成果的关注和对青少年加入科研队伍的吸引与激励。

大会由中国科学院、国家航天局、科技部、中国科协、国家自然科学基金委、中国载人航天工程办公室 和北京市政府主办。中国科学院空间科学与应用研究中心会议和国际空间研究委员会中国委员会承办。会议受到了国际上的广泛好评。国际空间研究委员会主席在几次公开场合都称这次大会是里程碑式的、是历史上最好的一次。通过这次大会,加强了国际空间科学领域对我国空间科学与研究的了解,进一步提高了中国在国际空间研究领域的地位。中国的科学家也开始在国际空间研究委员会中扮演越来越重要的角色,并且更多地参与空间科学与空间探测的国际合作与协调活动,与我国空间大国的身份也更加相称。

4、国际空间天气子午圈计划(简称国际子午圈计划)

国际空间天气子午圈计划(简称国际子午圈)以正在建设的国家重大科技基础设施项目子午工程为基础,旨在通过国际合作,充分利用国外资源,沿东经120°向北延伸至俄罗斯,向南经过东南亚的有关国家、澳大利亚等,并和西半球60°附近的子午链构成第一个、也是唯一一个环绕地球一周的空间环境监测子午圈。计划将与俄罗斯、澳大利亚、加拿大、美国、巴西等国的120°E+60°W子午线附近的近百个监测台站进行合作,共同对子午线附近空间环境进行监测,实现日夜24小时、全球纬度的同时观测,大幅提升子午工程的认知空间的能力。 它如果能实施,将使得了解空间天气全球结构的时空变化规律第一次成为可能,是世界空间天气地基综合监测史上从未有过的创新,将协调全球空间天气联测及共同研究,以我为主推动国际空间研究的发展,大幅提升我国在国际空间届的地位和影响力,实现重点跨越,引领未来国际空间天气的发展,使我国成为世界空间天气领域的先进国家。将促进我国和平利用外层空间,实质性的提升我国的科技创新能力和中国对人类科学发展的贡献度。

5、“太阳极轨行星际日冕物质抛射事件射电成像探测”计划(Solar Polar Orbit Radio Telescope,SPORT)

该项目计划通过与欧洲空间局的合作,利用运行在太阳极轨轨道上的行星际日冕物质抛射事件射电成像仪,居高临下连续跟踪监测日冕物质抛射事件从太阳表面到地球轨道处的传播和演化,绘制行星际空间天气“云图”。飞行器需要金星或其他较大行星的引力场加速进入太阳极轨。在十一五期间开展背景型号预研,建议十二五中期立项。

6、“磁层-电离层-热层耦合小卫星星座探测”计划(Magnetosphere Ionosphere Thermosphere coupling,MIT)

该项目计划与欧空局“曙光计划”紧密合作,由分别在磁层的高轨卫星和电离层与热层的低轨卫星组成的小卫星星座联合探测磁层-电离层-热层耦合及其对太阳活动和行星际扰动的响应。到目前为止,国际上还没有实施过专门用于磁层-电离层-热层大气耦合探测和研究的卫星项目。对磁层-电离层-热层大气耦合的研究是国际上空间科学研究领域具有挑战性的重大前沿课题。MIT在“十一五”期间作为背景型号任务开始预研,建议“十二五”期间工程立项开展模样、初样研制,于2018年发射,在轨运行寿命3年。

7、“夸父计划”(KUAFU)

通过三颗卫星的联测完成从太阳大气到近地空间完整的扰动因果链探测,以研究日地系统能量输入和输出、日地爆发事件的形成和因果关系、以及空间天气链锁变化过程。预期在能量和扰动耦合机制方面,在揭示因果链机制方面取得具有重要原创性意义的突破性进展。同时,在三维太阳和日球层的研究方面,夸父将与国际与日共存计划(ILWS)框架内即将开展的其他一系列太阳观测计划(STEREO、Solar-B、SDO和Solar Orbiter等),以及近地空间环境观测计划(SWARM、THEMIS、RBSPs和ITSPs等)形成完整配套的观测系统。

“夸父计划”在“十一五”期间作为背景项目立项,建议在“十一五”后期工程立项和实施,在下一太阳活动极大年开始执行观测任务,建议的发射时间为2012~2014年,设计初期寿命为二到三年,可延长至四年或更长。 [1]

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更新时间:2024/11/11 11:01:45