“我國實施探月工程和行星探測工程以來，實現了人類航天器首次軟著陸月球背面并開展就位和巡視探測，人類首次取回月球背面樣品等壯舉。”日前中國科學院院士、中國科學院國家空間科學中心主任王赤在接受《中國科學報》專訪時表示，工程技術的突破也給中國科學家帶來了前所未有的研究機遇。
王赤院士在地面應用系統跟嫦娥六號月背月壤樣品合影。(中國科學院國家空間科學中心供圖）
然而，作為探月四期首席科學家，王赤深知，我國深空探測飛速發展的另一面，還藏著技術瓶頸、人才儲備、國際合作和原始創新能力等隱憂。
近日，王赤給《中國科學報》講述了對探月工程和深空探測的思考與期待。
轉變的關鍵階段
《中國科學報》：近年來，我國深空探測領域取得了哪些成果？
王赤：工程技術的突破給中國科學家帶來了前所未有的研究機遇。截至目前，我國共向國內外科學團隊發放9批月球樣品，自發放以來，百余項成果在Science、Nature、NSR等國內外重要學術期刊發表，研究成果主要涵蓋了月球樣品玄武巖年代學和成因、月球樣品物理化學特性、太空風化作用、撞擊過程與撞擊玻璃等方面。很多成果價值很高，引起了學術界高度評價，如在月球樣品年齡、源區性質和水含量等的研究實現重大成果，發現月球在20億年前后還發生過巖漿噴發作用，證實月球最年輕玄武巖年齡為20億年，把月球演化理論的時間軸推遲了8至10億年，國際同行認為這是“里程碑式發現”等等。
《中國科學報》：取得系列成果后，當前我國深空探測處于什么國際水平？
王赤：近年來，我國空間科學不斷產出重大原創成果，深空探測能力發展迅速，國際影響力日益增加，呈現突破態勢，正處于從“跟跑”、“并跑”向“并跑”、“領跑”轉變的關鍵階段。
然而也存在關鍵問題和挑戰，一是原始創新能力有待提升，爭取獲得更多的世界級的標志性成果，創建原創科學思路和理論方法，形成中國學派；二是技術瓶頸有待突破，需要加快發展大推力可重復使用運載技術，深空能源、測控與通信技術，長壽命與高可靠性，以及極端環境適應性技術；三是尖端人才培養與儲備，迫切需求學科、復合型、創新型人才隊伍，特別是能勝任長周期、高強度攻關任務的領軍人才和工程師；四是國際合作的話語權有待加強，突出科學思想和技術途徑引領，凸顯全人類共同價值追求，優化合作和傳播機制。
科學與工程“兩條腿走路”
《中國科學報》：你提到工程技術的突破給科學研究帶來了新機遇。深空探測任務中，如何平衡二者的關系？
王赤：我國航天工程從無到有，從弱到強，走出了一條中國特色的發展道路。
1970年4月24日，我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”發射成功。當時的要求現在看來很簡單，“上得去、抓得住、聽得到、看得見”，尚未顧及科學探測需求；上世紀90年代我國地球軌道衛星技術發展趨于成熟，開始論證空間科學衛星和月球探測的科學需求；進入新世紀，深空探測的科學目標也在不斷提升，從月球遙感探測、到月表巡視勘察，再到月球采樣返回，牽引我國深空探測工程實現了從地球走向月球、從月球邁向深空的技術跨越。
同時，也正因為有了這些工程技術的突破和支撐，科學家又能夠提出火星、小行星、木星乃至太陽系邊際等更多的科學目標和科學探測任務。深空探測任務中，科學目標和工程技術是相輔相成，互相促進的關系。
但相比技術發展，我國深空領域的基礎科學研究力量還顯薄弱、學科發展還在成長期，已成為制約我國搶占深空探測制高點的關鍵因素。
《中國科學報》：面向未來，我國探月工程和深空探測有哪些目標和規劃？
王赤：我從科學目標的角度介紹下。
在月球探測方面，未來我國還將繼續實施探月工程四期嫦娥七號、嫦娥八號任務，開展月球水冰、深部物質、內部結構、環境資源等探測和月面實驗，并以月球為平臺對地球開展大范圍、全尺度科學探測，初步構建月球科研站基本型。圍繞月球地質、巡天揭秘、日地聯系、科學實驗、資源利用等科學探測主題，在月球上構建具備開展月球科學探測、資源利用、月基觀測、基礎科學實驗、技術驗證等多學科多目標科研活動的長期自主運行、短期有人參與的綜合性科學實驗設施。
在行星探測方面，圍繞太陽系起源與演化、太陽活動對地球的影響、地外生命探尋等空間科學重大前沿，論證實施天問三號火星采樣返回、天問四號木星系探測、太陽極軌天文臺等一系列任務，力爭取得一批重大原創性科學成果，提高我國空間科學、空間技術和空間應用的水平。
《中國科學報》：你多次強調應推動我國小行星防御構想盡快落地實現，在這方面有哪些目標和規劃嗎？
王赤：小行星是太陽系內環繞太陽運動的小天體，主要分布在火星與木星軌道之間的主小行星帶。小行星的探測及研究主要集中在其本身特性、太陽系形成歷史約束信息以及對人類潛在威脅等方面。
人類已發現3.7萬余顆近地小行星。根據近地小行星的理論群體模型，目前人類已對95%以上直徑達1000米級的近地小行星完成編目工作。然而，仍有大量中小尺寸的近地小行星尚未被編目。
動能撞擊是當前應對中小尺寸近地小行星現實、可行的在軌處置手段之一。我國正在論證小行星防御在軌驗證任務，希望通過動能撞擊的方式，改變一顆直徑約30米近地小行星的軌道，通過地基與天基設備的聯合觀測，對撞擊效果進行全面評估，揭示其破碎解體機制，化解潛在風險和威脅。
“好奇心永遠比地球引力更強”
《中國科學報》：AI技術的發展為深空探測帶來哪些機遇和挑戰？
王赤：我們現在正處于一個智能化的工業革命的萌發期，人工智能也許就是新一次工業革命到來的前兆。
AI不是深空探測的簡單工具，而是引發其范式變革的驅動力量，是目前生產力范式改變的催化劑，目標是實現真正的“智能探測”。智能化自主化控制將是未來深空探測的方向。特別是到木星甚至是太陽系邊際，距離非常遠，地面運控團隊不可能實時操控，需要我們的探測器變得智能化，能更加自主地執行任務。
此外，實現從“數據泛濫”到“知識發現”的科學突破，深空探測產生的數據量呈指數級增長，AI能實現“星上智能處理”，在數據下傳前對其進行智能篩選，只將“有價值”的異常事件或關鍵特征數據傳回地球，還也能夠利用AI從海量數據中挖掘出人眼難以發現的微弱規律和關聯，加速科學產出。
同時，賦能新型任務，開啟全新探索維度。例如通過AI協同工作，實現對行星全球或多點位的同步、立體探測，實現在極端環境下的持久探測等。
但AI本身也有局限性，更多的是基于統計規律的現有知識的歸納和利用，面臨的巨大挑戰，這些挑戰不僅是技術性的，更是系統性和基礎性的。
《中國科學報》：面臨著新技術、新挑戰，未來深空探測需要哪類青年人才？
王赤：我國深空探測領域研究既是基礎研究，又具有航天工程特點。因此，從人才類型上，既需要研究科學家，也需要航天工程師，建設復合型團隊；從人才跨度上，需要多個學科、來自多家單位、甚至跨地域跨國家的各方面人才，需要建設綜合型的團隊；從人才層次上，需要戰略科學家、科技領軍人才、青年科技人才、卓越工程師、高素質技術技能人才，建設規模宏大、結構合理、素質優良的團隊。
《中國科學報》：對有志于從事深空探測的青年人一句寄語，你會說什么？
王赤：愿你的好奇心永遠比地球引力更強，用堅韌的腳步丈量太陽系的深邃；深空是人類最終的邊疆，而你們將是第一批抵達的足跡。
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