摘要：2024年12月5日，美国国家科学院发布了新的十年调查报告《太阳和空间物理探索的未来十年：探索和保护人类的太空家园（2024—2033年）》，引起了国际空间科学领域的广泛关注。《科技导报》邀请王赤院士团队对这一报告进行了解读，分析其发展愿景、科学主题和拟解决的

原文发表于《科技导报》2025年第5期《美国2024太阳和空间物理十年调查解读和对中国的启示》

自20世纪60年代以来，美国国家科学院（NAS）通过其下设的空间研究委员会（SSB），每10年发布一次“十年调查”发展战略规划报告，反映了空间科学界的最重要科学问题，并提出了优先实施的科学探索任务清单。这些报告对美国国家航空航天局（NASA）制定未来空间科学卫星计划和遴选项目起到了至关重要的作用。

2024版十年调查报告《太阳和空间物理探索的未来十年：探索和保护人类的太空家园（2024—2033年）》（简称2024太阳和空间物理十年调查），是继2003年和2013年之后第3个中长期战略规划报告。SSB成立了专门的指导委员会来牵头组织编制工作，下设5个研究组。该报告编制工作历时2年，约80名科学家、工程师和政策专家参与其中。期间共收到450份“白皮书”作为输入文件，最终于2024年12月5日由NAS正式发布。

1 规划分析解读

1.1 愿景

报告提出两大愿景（表1）：

科学探索：聚焦探索和发现宇宙奥秘；

空间天气应用：致力于拓展和保护人类太空家园。

表1 2024太阳和空间物理十年调查愿景及使命

1.2 未来10年科学主题

在两大愿景下，按科学探索和空间天气两个维度提出6个主题。

表2 2024太阳和空间物理十年调查科学探索主题及其指导性问题

科学探索主题：包括“太阳-地球-太空：相互联系的人类家园”、“太空实验室：认知基础”、“新环境：探索宇宙邻域及以远”3个主题，每个主题下凝练了3个科学问题，指导未来研究重点方向（表2）。

空间天气主题：包含“层次化巨系统：空间天气的驱动因素”、“物理系统的空间天气响应”、“空间天气对基础设施和人类健康的影响”3个主题，确定了重点研究领域（表3）和未来预期产出（表4）。

表3 2024太阳和空间物理十年调查中的空间天气主题及研究领域

表4 空间天气服务未来10年预期产出

1.3 战略发展路线图

为了实现太阳和空间物理的2大愿景，2024太阳和空间物理十年调查提出了3个研究发展战略：

1.3.1 建立综合性日球系统实验室（HSL）

HSL旨在将太阳和空间物理领域所有的任务、项目和计划产生的科学数据进行统一管理，这些数据是拓展太阳和空间物理前沿的关键和基础。HSL囊括了本领域所有可以产生不同结构科学数据的天基/地基卫星和地面大科学装置，包括以下内容：

NASA的2个新的旗舰任务：

“联系号”（Links）：地球空间多区域、多尺度联系星座任务，旨在解决全球太阳风能量进入磁层日侧及后续能量传输等问题。

“太阳极区轨道器”（SPO）：通过木星引力辅助进入太阳高倾角轨道，对太阳南北两极进行成像和测量。

NSF的3个大中型地面基础设施：

下一代太阳全球振荡监测网（ngGONG）：探测研究太阳磁流体力学和绘制太阳背面的太阳活动图。

MSRI-1分布式小型阵列（DASHI）：观测地球高层大气的关键状态参数。

MSRI-2频率敏捷太阳射电望远镜（FASR）：测量太阳大气中的等离子体过程。

此外，还包括旗舰级的领域科学建模计划、跨部门的空间天气研究和业务运行计划以及若干日球层物理探索者计划任务。

1.3.2 DRIVE+：升级的研究和技术计划

DRIVE+计划是在2013年版太阳和空间物理十年调查的DRIVE计划基础上的升级，主要包括四方面内容：

引进和培养多样化、跨学科的研究团队；

倡导机构间的协调与合作，促进数据共享和工具整合；

发展先进的研究工具，如超算和人工智能；

鼓励新技术研发，支持未来的科学任务和探测。

1.3.3 为未来10年乃至更长远的时间跨度做好充分准备

通过布局小型飞行验证项目、关键技术攻关和预先研究项目，为未来任务提供成熟的技术储备。同时加强机构间合作和国际合作伙伴关系，推动未来发展。

2 对中国的启示与建议

2.1 加强多维度交叉融合

2024太阳和空间物理十年调查采用了全面和均衡的研究战略，充分体现出学科、领域和应用的交叉融合：

推动太阳物理与空间物理的学科融合；

强调科学研究与空间天气应用的融合；

加强天基与地基的融合；

加强科学数据的融合，通过引入HSL的概念统筹管理数据。

中国已经实施了一系列太阳和空间物理领域的探测任务和业务卫星项目，建设了子午工程一期和二期，初步实现了天地基、科学与应用等结合；但还需要进一步统筹各方资源，优化顶层设计，加强学科交叉、天地配合以及科学与应用的融合。

2.2 长期规划、持续支持、前瞻部署

2024太阳和空间物理十年调查在未来10年内将启动实施多个旗舰型任务和中小型任务以及地面大型科学装置。这些任务的实施都经过了多年的科学目标凝练、科学方案深化和关键技术的攻关验证。中国也需要进一步加强预先研究的部署和支持，降低未来空间科学任务工程立项和研制的风险，从体制机制上保证空间科学的长期健康发展。

2.3 夯实基础、统筹协调、全面发展

为了实现太阳和空间物理领域的科学目标，2024版太阳和空间物理十年调查通过实施DRIVE+计划强调基础研究、理论建模、技术开发和人才培养等方面的重要性。中国也需要持续加强太阳和空间物理的学科建设，加强各优势单位和优势领域的联合，加强青年人才的引进和培养，特别是在重大工程任务中培养领军人才。同时，加强空间环境模拟和测试定标等基础设施建设，突破先进空间探测有效载荷的关键技术。

3 结语

美国2024太阳和空间物理十年调查的发布，充分表明了太阳物理和空间领域不仅是基础研究的前沿，而且对人类的生存发展具有重要意义。中国于2024年10月15日发布了《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》，明确了在太阳和空间物理领域的优先发展方向和拟解决的重大科学问题。未来，中国需要进一步加强天地基任务的配合和数据的融合，加强前瞻部署和预先研究，进行长期稳定支持，在人才培养、模型工具研发、基础设施建设等方面做好全面支撑，构建良好的学术生态，促进成果的应用和服务，一步一个脚印把规划描绘的愿景变为现实。

本文作者：王赤、宋婷婷、曹松

作者简介：王赤，中国科学院国家空间科学中心，研究员，中国科学院院士，研究方向为空间物理和空间天气学。

文章来源：王赤, 宋婷婷, 曹松. 美国2024太阳和空间物理十年调查解读和对中国的启示[J]. 科技导报, 2025, 43(5): 19−25.

来源：科技导报