当前，随着我国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段，劳动力成本逐步上升，资源环境承载能力达到瓶颈，科技创新的重要性、紧迫性日益凸显。同时，美国和一些西方发达国家对我国的科技扼制和封锁持续升级，加上新冠肺炎疫情影响，国际科技合作面临重大挑战。国情世情的深刻变化，使得科技创新对我国来说不仅是发展问题，更是生存问题，科技创新被摆到了国家发展全局的核心位置。
历史的经验和教训表明，“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”。新中国成立后，面对西方国家的封锁，广大科研人员秉承家国情怀，在“一穷二白”的艰苦环境中自力更生、艰苦奋斗，取得了以“两弹一星”为代表的一系列举世瞩目的科技成就。改革开放以来，特别是党的十八大以来，我国在载人航天与探月、北斗导航、载人深潜、量子科技等领域取得了一系列举世瞩目的重大成就。但是，在一些关键核心技术上至今仍受制于人，在包括空间科技在内的诸多领域，我国都面临“卡脖子”问题。解决 “卡脖子”问题的关键，在于实现高水平科技自立自强。
1 实现高水平科技自立自强的重大意义
当前，国内外环境复杂严峻，建设科技强国、实现高水平科技自立自强，比过去任何时候都更加迫切。
从国际看，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图，抢占先机才能赢得未来。中国既面临难得的发展机遇，也面临着前所未有的风险挑战。近年来，经济全球化遭遇逆流，新冠肺炎疫情加剧了逆全球化趋势，世界经济低迷，以美国为首的一些西方国家对我国产业和技术进行全方位打压，极大冲击了全球产业链、供应链。面对这一严峻形势，只有把核心技术掌握在自己手中，重塑产业链、供应链，努力实现高水平科技自立自强，才能掌握竞争和发展的主动权。
从国内来看，党的十九届六中全会通过的《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》强调，必须实现创新成为第一动力、协调成为内生特点、绿色成为普遍形态、开放成为必由之路、共享成为根本目的的高质量发展，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革。推动高质量发展、构建新发展格局，提高人民生活品质、保障国家安全，都需要强大的科技支撑。只有加快实现高水平科技自立自强，推动科技创新整体能力和水平实现质的跃升，才能在新一轮科技革命和产业变革中抢占制高点，有效解决事关国家全局的现实迫切需求和长远战略需求，引领和带动经济社会更多依靠创新驱动发展。
2 空间科学是实现高水平科技自立自强的重要抓手
在地球上，除了陆地、海洋、大气之外，还有与人类的生存和发展密切相关的第四环境，也就是空间。空间是人类开疆辟土必争的战略高地之一；同时，空间也为人类的科学探索提供了广阔的天地。
空间科学是以航天器为主要平台，研究发生在日地空间、行星际空间及至整个宇宙空间的物理、天文、地球、化学、生命等自然现象及其规律的前沿交叉学科，属于体现国家意志的定向基础研究。1957年第一颗人造卫星上天后，人类才开始利用卫星的平台来开展科学研究，突破了位置、频谱等的限制，打开了认知宇宙的新窗口。空间科学集纳了宏观与微观研究领域，并在这两个方向不断取得前沿进展，这又使其成为新的交叉学科。前沿与交叉的特性使空间科学在国际上不断产出诺贝尔奖级的科学成果，包括宇宙背景辐射的重大发现等。可以说，空间科学不断开拓人类认知新疆域，极大推动了人类社会的文明进步。
空间科学任务是实现“从0到1”的基础科学突破的重要平台。太空时代以来，空间科学相关领域已诞生12项诺贝尔奖，而美国获得了这些奖项的近3/4，奠定了其第一航天强国、科技强国的地位。重大科学目标驱动的空间科学任务同样是我国自然科学有望取得诺贝尔奖级突破的优势领域之一，也将是2035年我国进入创新型国家前列的一项重要标志。发达的空间科学探索是科技强国、航天强国的重要标志，是实现高水平科技自立自强的重要抓手。
2.1 空间科学是基础研究原创突破的“策源地”
空间科学以前所未有的崭新手段和强大能力开展研究，取得了重大成就，革命性的发现源源不断，超过了以往数千年的总和。众多的科学发现已向人类揭示出全新的宇宙景象，深刻改变了人类对自然和自身的认识，以及人类的生产生活方式。
当代科学史已充分表明，大量的科学发现和重要进展来自于对宇宙的探索。人类进入太空时代以后，通过借助卫星平台的空间科学卫星计划，使人类在宏观和微观前沿领域获得了突飞猛进的进展。例如，通过哈勃太空望远镜的观测，人类已经发现了大量未知天体，并使人类的视界延伸到了约140 亿光年的距离，几乎达到了宇宙自身自大爆炸以来膨胀的尺度，宇宙学也进入到精确研究阶段。进入21世纪以来，围绕宇宙加速膨胀、引力波直接探测、系外行星探测、全球变化预测等空间科学前沿领域连续产生了多个诺贝尔奖。
2.2.1 空间科学是重大关键核心技术的“发动机”
空间科学对空间技术具有直接的牵引和带动作用，在特殊轨道设计、探测器姿态稳定度、平台与载荷联合设计、遥科学等方面不断对航天技术提出新的需求；而且，每一项空间科学任务都是非重复性的，每一项空间科学任务的完成都必须实现新的设计和技术创新。
在空间科学和深空探测任务的牵引带动下，大型和可重复使用的运载火箭、可重构卫星平台和编队飞行、深空推进、自主导航、星间和星地高速数传、人工智能与大数据、太空3D 打印等前沿和颠覆性技术，将使空间技术不断升级换代。与此同时，空间科技工作者也应高度重视创新科学任务孕育的前沿空间技术转移转化和应用，为经济社会发展遇到的瓶颈问题提供解决方案。
2.3 空间科学是战略性新兴产业的“孵化器”
空间应用是利用空间科学和技术成果服务人类社会的科技领域的总称。在了解空间科学规律的基础上，很多空间科学的基础领域已经开始逐渐进入到应用阶段。
当前，我国空间应用活动正处于数量规模型向质量效益型、跟踪发展型向自主创新型转变的关键时期。各应用部门已建立了卫星应用体系和较完善的地面应用系统，以空间遥感和北斗导航数据为代表的应用数据产品市场已形成了相当规模，为多个行业发展提供了支撑。全面发展空间应用是更好地发挥空间科技支撑引领作用的重要手段。只有将空间科技与经济发展融为一体，不断孕育出新应用、新产业、新业态，才能在产业变革中始终占据有利位置。
2.4 空间科学是激励年轻一代投身科技事业的“吸铁石”
空间探索是当代人类基本特征的标志：强烈的好奇心、探索未知世界的迫切性、空间探索的极端艰难性，激发了人类的创新激情。空间科学发现和空间探测任务是人类认识自然、征服自然的象征。每一次空间科学的重大任务都会吸引全世界年轻人的目光，每一个空间科学的重大发现都会让年轻一代激动不已。空间科技已成为科技皇冠上的“明珠”，空间科学将激励更多的年轻一代投身科技事业。
3 强化空间科学国家战略科技力量，打造空间科学“梦之队”
经过60多年的发展，我国在空间科学研究方面已具备了一定的基础。在学科领域设置、科研队伍培养、基础设施建设等方面取得了长足进展，逐步建立了空间天文与太阳物理、空间物理、空间地球科学、太阳系探测、微重力科学和空间生命科学等各个学科；目前，我国空间科学领域学科齐全、人才队伍初具规模、科研成果不断涌现，形成了良好的发展势头。
通过实施载人航天与探月工程、空间科学系列卫星等国家重大任务，我国在暗物质粒子探测、空间量子科学实验、硬X射线天文探测等方面取得了若干重大原创成果。嫦娥四号首次实现人类航天器在月球背面的软着陆，嫦娥五号实现我国地外天体采样返回，天问一号一步实现了火星探测“绕、落、巡”。
中国科学院作为我国战略科技力量的主力军、我国空间科学研究的发源地，在空间科学的发展过程中，一直发挥着引领者、先行者、主力军和国家战略思想库的重要作用。
3.1 我国空间科学发展的差距与短板
虽然以“悟空”“墨子”和嫦娥四号为代表的空间科学任务的部分成果处于国际领先水平，但还存在基础研究和原始创新能力比较薄弱、高水平人才较少等主要问题。这些问题具体表现为，整体而言对未来的把握主要是外延式或跟踪式，缺乏引领性的全球发展创新思想，关键核心技术还不够强，在选用成熟技术还是创新技术方面过于谨慎。例如，空间太阳探测刚起步，空间地球科学探测在多圈层变化规律及应用研究等方面相比国外研究力度不够，空间天文与天体物理探测世界领先的重大原创性探测成果亟待突破。在空间技术方面，我国有效载荷的精度、灵敏度和探测仪器的种类，与国际先进水平差距较大。
从活动规模来看，作为世界航天强国，美国空间科学任务布局全面，接续实施，已遍历太阳系内主要天体；其通过全方位、多手段的科学探测，获得了令人瞩目的科学成果。相比而言，我国空间科学卫星（含专用的地球轨道科学卫星和深空探测器）的数量经过“东方红一号”成功发射之后50 余年的发展才刚刚突破两位数，致使科学探索的深度及广度明显与航天强国的要求有巨大差别。
与发达国家相比，我国在空间科学方面差距主要体现在2个方面。
① 对于空间科学的投入差距非常大。我国在空间科学方面的投入大约只是欧洲空间局（ESA）的1/5，美国的1/50。美国国家航空航天局（NASA）2022 财年预算总额248.01亿美元，较上年增长15.3亿美元；其中，空间科学预算79.31亿美元，占NASA 2022年总投入的32%，用于支持基础研究、在轨运行和未来科学任务研发。特别值得关注的是，发达国家在空间科学上的投入是稳定的、持续的，我国在空间科学的投入是以项目为基础的，空间科学的可持续发展问题还没有得到根本解决。
②在国际合作方面，由我国主导的空间科学、深空探测国际合作项目较少，相关科学卫星和探月工程等国际合作，主要还以载荷搭载为主，支持国际合作的资源配置还存在一定的不足。相应地，我国在国际合作中的主导权不大，未能有效发布与组织以我为主的具有全球影响力的重大科学问题、计划或任务，未能有效发挥我国空间科学领域特色与优势。
3.2 空间科学国家“梦之队”的使命与担当
作为国家战略科技力量，要充分体现国家意志、有效满足国家需求、代表国家最高水平。心系“国家事”、肩扛“国家责”，与党中央、国务院的重大决策部署对标对表，想国家之所想、急国家之所急、做国家之所需，把国家战略需求作为一切工作的出发点和着力点；既要能够解决关系国家全局和长远发展的“心腹之患”，也要能够解决国家重要领域急迫需求 的“燃眉之急”。特别是针对当前威胁我国产业链、供应链安全的“卡脖子”问题，要打通“堵点”“断点”“痛点”；在我国科技创新相关领域中具有最高水平和不可替代性，努力在国际科技竞争中体现独特优势和核心竞争力。
强化空间科学领域的国家战略科技力量，就是要打造一支空间科学国家“梦之队”。由其担当起发展我国空间科学事业的历史责任，高举空间科学大旗，引领空间科学发展，成为空间科学战略研究的领导者、重大科学问题的答题者、空间科学计划的倡议者、空间科学工程组织实施的主导者、关键核心技术的突破者和相关学科发展的推动者。
3.3 打造空间科学国家“梦之队”的目标与任务
3.3.1 依托重大科研平台，实现基础研究原创突破
通过实施科学卫星，月球与深空探测工程、载人航天工程的科学与应用，我国发展空间科学已经有了良好的基础。聚焦重大科学目标，迄今我国先后实施了地球空间双星探测计划、暗物质粒子探测卫星“悟空”、实践十号、量子科学实验卫星“墨子号”、硬X射线调制望远镜“慧眼”、“怀柔一号”、可持续发展科学卫星1号等地球轨道科学卫星任务；以及嫦娥一号至五号和天问一号等深空探测任务，为开展世界级的科学研究奠定了重要的物质技术基础。利用这些空间科学卫星获得的第一手数据，我国科学家取得了一系列国际关注的原创成果。这些成果使我国空间科学开始走近世界舞台中央，为空间科学的跨越发展、支撑航天强国目标实现积累了宝贵经验。
在地基观测方面，依托国家重大科技基础设施——子午工程，我国在空间天气扰动传播和演化规律、120°子午线空间环境特征、日地空间物质与能量的圈层耦合等方面取得了重要突破。
依托系列专用科学卫星、深空探测器和空间站等重大科研平台，开展定向化、系统性的基础研究，是空间科学国家“梦之队”的职责所在；要围绕宇宙演化、物质结构、生命起源等重大科学问题，加强对空间科学的超前部署，在我国科学家有基础、有优势的极端宇宙、时空涟漪、日地全景和宜居行星等重大前沿若干点上率先实现突破。
3.3.2 突破关键核心技术，支撑重大科学产出
空间科学的发展离不开关键核心技术和地面重大基础设施的支撑。在新一轮科技和产业变革形势下，我国空间科学发展需高度重视大型和可重复使用运载、可重构卫星平台和编队飞行、深空推进、自主导航、星间和星地高速数传、人工智能与大数据、太空3D打印等前沿和颠覆性技术的根本性影响，加快我国空间技术的升级换代。
在有效载荷技术方面，科学观测和探测需要得到在探测窗口、超高空间分辨率、超高灵敏度、超高时空基准方面超过前人的数据，因此必须实现新的设计和技术创新。每一项空间科学卫星计划都是非重复性、非生产性的，包含大量的新思路、新设计。这些目标的实现，都有赖于空间科学国家“梦之队”发挥自身骨干引领作用。
3.3.3 推进重点实验室体系重组形成整建制优势
空间科学国家“梦之队”不仅要坚持科技创新的主责主业，在体制机制改革和制度创新方面也要做“排头兵”。
推进重点实验室体系重组，是《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出的重大战略部署。空间科学国家“梦之队”在其中也应该发挥主导作用，在本领域统筹谋划和前瞻布局，努力在国际科技竞争中体现独特优势和核心竞争力。
例如，围绕空间基础设施、航天活动、通讯导航等关键领域对空间天气预报提出的高可靠、高精度、实时性的迫切需求，中国科学院在原空间天气学国家重点实验室基础上，通过成建制整合院内外相关研究力量，重组空间天气全国重点实验室，通过强-强联合构建“太阳活动—空间传播—对地影响”系统研究链，打造“探测—研究—应用—服务”完整价值链，实现研究领域向整个太阳系的拓展，提升我国在空间天气基础理论、监测研究、建模预报的原始创新能力和国际竞争力，更好服务于国家深空探测和航天强国战略。力争通过5—10年，建成国际综合实力顶尖的空间天气中心，面向全球率先发布太阳系及东半球精细化区域特征的空间天气产品，体现大国担当，为国家重大任务提供前置化、定制化的监测预报服务。
3.3.4 创新国际合作发起并主导国际大科学计划
由空间科学国家“梦之队”主导开展本领域的国际合作是我国实现跨越发展的重要途径；通过空间科学计划，可以比较通畅地开展与发达国家在航天技术领域的国际合作。
例如，在我国第一个空间科学卫星计划——“地球空间双星探测计划”与欧洲空间局“星簇”（Cluster）计划首次实现了人类对地球磁层的“六点联测”之后，空间科学领域的国际合作在形式和内容上不断地创新和升级。“太阳风-磁层相互作用全景成像”（SMILE）卫星作为中欧双方开展深度合作的 大型空间探测计划，创立了空间科学国际合作的新范式。
又如，立足于我国自主的天地化一体空间环境监测体系，我国科学家提出并主导发起了“国际子午圈大科学计划”，这标志着我国科学家走入了空间科学 国际合作舞台的中央。该计划得到了相关国际组织和 科学家们的广泛响应，成为美国《太阳与空间物理十年发展规划》两个重要的大型国际合作项目之一。
按照“共商、共建、共享”的原则，由中国倡导、多国参与建设的国际月球科研站，是在月球表面和/或月球轨道上建设的综合性月面基础设施和共享平台。该平台的建设，不仅有望解决月球地质学、日-地-月空间物理、月基天文观测、月基对地观测等研究 领域的前沿性重大科学问题，带动航天技术的跨越式发展，促进多学科融合创新，还将对今后的月球探测乃至深空探测产生重要而深远的影响。
4 结语
党中央号召全国广大科技工作者肩负起时代赋予的重任，努力实现高水平科技自立自强。要实现高水平科技自立自强，空间科技是重要抓手。通过重点实验室体系重组等体制机制创新，强化国家战略科技力量，打造空间科学国家“梦之队”，继承和弘扬“两弹一星”精神和科学家精神，牢记初心和使命。面向世界科技前沿、面向国家重大需求，依托空间科学卫星、月球与深空探测器和空间站，通过空间科学前沿探索，强化定向性、体系化的基础研究，不断拓展认知宇宙的新边界，开辟永续发展的新疆域，一步一个脚印开启星际探索的新征程，为实现高水平科技自立自强和第二个百年奋斗目标做出应有贡献。
参考文献：
1 习近平. 在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上的讲话. 北京: 人民出版社, 2018.
2 刘鹤. 必须实现高质量发展. 人民日报, 2021-11-24(06).
3 王赤. 50年，科技人谱写“东方红一号”新篇章. 光明日报, 2020-4-23(16).
4 侯建国. 把科技自立自强作为国家发展的战略支撑. 求是,2021, (6): 27-32.
5 齐芳. 我国正走近空间科学世界舞台的中央. 光明日报,2021-7-21(08).
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王 赤 中国科学院院士。中国科学院国家空间科学中心主任、研究员、博士生导师。中国科学院“空间科学（二期）”战略性先导科技专项负责人，“太阳风-磁层相互作用全景成像”（SMILE）卫星计划中方首席科学家，子午工程二期总指挥，探月工程嫦娥四号任务工程副总设计师，嫦娥四号、嫦娥五号和天问一号有效载荷分系统负责人。曾任子午工程总设计师、暗物质粒子探测卫星工程副总指挥等。主要从事空间物理和空间天气研究，在国内外重要学术期刊上发表论文300 余篇。
论文全文发表于《中国科学院院刊》专刊, 《强化国家战略科技力量，支撑高水平科技自立自强》，本文经编辑。
本文转自 中国空间科学学会CSSR
