近期随着嫦娥六号“月背挖土”，美国“星际客机”发射等一系列重大事件，使得航天事业和太空探索成为全球各国的热点话题，“我们的征途是星辰大海”再次响彻全网，对“到了太空能干点啥”的问题也被频频提出，在此，我们通过顾逸东院士的专访，来全面了解我国的空间科学探索的详细内容。
历史的回顾
中国的古代文明在空间科学方面创造了很多辉煌。中国古代伟大的诗人、思想家屈原在两千三百多年前的《楚辞·天问》中提出了四十多个问题，来问天、问地、问宇宙。有几个问题非常有意思。比如“上下未形，何由考之。”天地形成前从哪产生？怎么考证？“日月安属，列星安陈。”日月到底是什么？星星为何那样地悬挂排列在太空？这些问题都非常深遂，也足以看出即使在那个古老的时代，也有人关注着这些关于宇宙的本质问题。
中国人讲宇宙，“天地四方谓之宇，古往今来谓之宙”。“宇宙”一词，置空间时间于一体，喻空间和时间为无限。中国古代对宇宙朴素而智慧的认知，形象而精妙。
而在西方，随着科学和文明的发展，文艺复兴、思想解放和人类理性启蒙，突破了神学的束缚，推动了前两次科学革命。近代的科学体系从那时开始逐步建立起来。
众所周知，古希腊时期已经开始探讨自然哲学和宇宙本源的问题。到了哥白尼的时代，他提出了“日心说”的观点，认为地球并非宗教所认为的宇宙中心，而只是太阳系中的一颗行星，并围绕太阳旋转。然而，他的理论在当时受到了严重的非议和迫害。
继哥白尼之后，布鲁诺进一步扩展了日心说的观点，他认为太阳也不是宇宙的中心，而只是银河系中的一个组成部分，可能还围绕着其他银河系中心在旋转。不幸的是，他因坚持这一观点而被宗教裁判所处以火刑。然而，布鲁诺的学说为科学发展和思想进步冲破了更多束缚。后来伽利略发明的望远镜和牛顿提出的三大运动定律，进一步奠定了近代物理学和科学的体系，并引发了工业革命和巨大的社会变革。
到了19世纪末20世纪初，科学自身的逻辑发展引起了一场重要的革命。相对论和量子力学的发展，使科学家们意识到物理学的大厦还远没有建成，当时物理学中还有巨大的破绽。迈克尔逊和莫雷的光速不变实验证明了光速在不同方向的运动中速度相同。同时，黑体辐射的研究也揭示了波长越短时越不符合一般辐射规律的特点。
在这个基础上，爱因斯坦等伟大科学家提出了狭义相对论和广义相对论的理论，普朗克、海森堡、薛定谔等发展了完备的量子力学理论。第三次科学革命建立了物理学的大厦，改变了单一连续性、静止的经典物理观念，形成了量子与连续性统一，宇观与微观统一、时空相对性以及客观统计性的自然观，是人类科学思想的深刻革命，也奠定了当代科学和新技术基础。
赫斯1912年乘坐气球开展实验
当代科学是实验、观测与理论研究的结合，空间科学也不例外。比较早期的一个例子是，1912年德国科学家维克多·赫斯携带着沃尔夫型金箔验电器，七次乘坐气球升空探险。他发现随着高度增加，验电器指示的大气电离率上升。由此可以猜测在天外宇宙有辐射存在，而在进入地球大气后被大气阻挡，这一结果从而促成了宇宙射线的发现，并极大地促进了粒子物理学的发展。在此基础上，物理学家们后来陆续发现了正电子、μ子、π介子等。维克多·赫斯也因此获得1936年诺贝尔物理学奖。
大气电离率随高度变化
（左：赫斯 1912；右：柯尔霍斯特 1913）
随着科学技术的进步，航天飞行的理论在科学的基础上进行了探索。康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基1903年发表了第一部喷气推进理论著作《利用喷气工具研究宇宙空间》，他与美国的罗伯特·戈达德和德国的赫尔曼·奥伯特等人通过计算和实验为宇宙航行奠定了基础。赫尔曼·奥伯特第一个使用汽油和液压制造了小型火箭，为宇宙航行的理论提供了支持。
赫尔曼·奥伯特制造的小型火箭
在二战结束前后，美国和苏联之间展开了一场激烈的洲际导弹竞争。苏联在这场竞争中抢得了先机，已经具备了将火箭加速到第一宇宙速度的能力，并利用火箭进行了高空大气探测、对太阳日冕和X射线的观测等探索，开启了亚轨道空间科学的探索。
1957年4月，前苏联成功发射了第一颗人造卫星——这一事件被广大科学界视为重大突破。尽管我当时还是一名小学生，对此也感到非常震撼。值得一提的是，1957年至1959年正值第三次国际地球物理年，全球67个国家的学者们联合开展了一项观测活动。在这一期间，由于卫星的首次应用，科学家们获得了开创性的发现。
例如，1958年美国探险者一、三、四号卫星帮助科学家发现了地球辐射带——这是在距离地球不远的一个位置上，通过盖格计数器记录粒子数量时发现计数器饱和。后来经过重复实验确认，这些粒子大量聚集在该区域。此外，科学家们还探索到了内外辐射带、太阳磁层等现象。1959年，苏联的月球一号卫星首次发现太阳风粒子，后经美国的水手二号卫星证实。空间探索逐渐成为太空活动的重要领域。在当时的背景之下，美苏两国之间的太空竞赛虽然是为了展示国家力量和军事实力，但客观上都为空间科学的进步做出了重要贡献，人类也由此进入了空间时代。
六十五年来，人类开展了规模宏大的空间科学探索和研究，开始了一次井喷式的科学突破。有人甚至认为这些成果超过了历史上几千年的总和。几十年间革命性的发现源源不断，深刻地改变了人类的宇宙观和自然观。如今我们的眼界已经发生了巨大的变化。过去，我们常常认为月球是遥不可及的；而现在我们已经有能力实现登月任务，许多国家都在积极开展相关研究。
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