“长大了我要当科学家！”这是许多人小时候的梦想。那么，你曾憧憬过当哪方面的科学家呢？在小朋友的眼中，如果想要穿着白大褂摇晃五颜六色的试剂，多半是要学化学或生物学；如果想要留着乱蓬蓬的头发推导公式，营造出一种“我不是凡人”的意境，那么他憧憬的不是数学就是物理学；如果偏爱大漠孤烟和重峦叠嶂，想要带着地质锤开着吉普车到处勘探，地质学会是不错的选择；而如果小朋友的梦想是探索宇宙，想要给太阳近距离照个相，再开一开月球车的话，就一定要了解一下空间科学与技术这个专业了。

帕克：给太阳拍照？小意思

总的来说，空间科学（space science）是人类探索宇宙空间的一门学科。它包罗万象，从地球附近，一直到太阳系外的深空，地球的高层大气与电离层、近地空间、地月空间、行星际物质、空间天气、太阳结构与太阳活动等，都属于空间科学的研究范畴。相比于数学、物理学这些传统学科，空间科学十分依赖于观测仪器，所以出现相对较晚，也不如前者那样深入人心。1957年人类发射了第一颗人造地球卫星之后，空间科学成为一门交叉性很强的前沿学科。自此，空间科学不断开拓人类认知新疆域，改变了我们对自然和自身的认识。目前空间科学主要研究太阳系内深空和行星环境，包括太阳、行星际空间、地球和行星等——因为我们的探测卫星暂时无法从更远的地方传回足够多的数据。要是有朝一日我们把探测器发到了比邻星，那空间科学就要再添几个研究方向了。

所以说目前还是在这个范围里咯

空间科学与技术的研究范围大到宇宙空间，远到无限未来。空间范围从地球到大气，延伸到太阳、行星和行星际空间等离子体；时间范围从46亿年前太阳系形成至无限未来。空间科学与技术研究这个广阔时空中的结构、物质及其发生的运动和变化，开发为此所需要的各种高新技术。所以，要是你去空间科学学院找人，只知道“他是研究宇宙什么等离子体的”，那保安大爷估计会无奈地一摊手，“这两层楼的实验室全都是”。下面我来简要介绍几个空间科学的研究方向，看看有没有你感兴趣的呢？就算没有，多半也是我没提到。

01

高层大气地基观测与研究

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以激光雷达或光学遥感探测高层大气，了解高层大气结构与运动状态，研究中高层大气环流的变化以及各种波动的传播，同时为近地卫星的运行与通讯提供宝贵的参考意见。

02

天基探测技术与研究

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着重研制卫星中的探测器，包括设计、加工、测试、定标、数据分析等工作。空间中的粒子包含了大量信息，举个例子，科学家们可以通过测量月球表面中子的通量来计算月壤的含水量，听起来很神奇不是吗？当然，能这样做的前提是要设计出足够精确的粒子探测器。

听起来高大上，实际长得朴实无华

03

近地空间环境与其对太阳活动的响应

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主要研究太阳爆发活动及其在日冕和行星空间中的传播与扰动，尤其是对地磁场的扰动。太阳爆发会喷射出大量的高能粒子，它们会严重干扰地球上的短波通讯，造成信号不佳、卫星报废甚至大规模停电。太阳活动的规律，太阳爆发产生的高能粒子或等离子体在行星际空间中的传播过程，地磁场对太阳粒子的响应，都是非常值得研究的内容，可以让我们更加了解太阳，更好的规避太阳活动带来的灾害。

地球弱小可怜又无助

04

空间等离子体环境

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主要研究宇宙空间中等离子体各项的物理过程，可以在实验室中建立类似深空或地球磁场中的环境，也可以使用计算机软件模拟。

地球：你很幽默？

05

金星表面磁场与磁场重联

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金星表面存在微弱的磁场，而且并不是恒定的，存在磁场重联的过程——磁场重联是指磁力线会断裂并以新的形态再次连接在一起，这会大幅改变磁场的“性状”，伴随着大幅度的能量变化，周围粒子的运动状态也会受到影响。实际上，一些科学家认为，正是因为磁场重联造成了金星大气分子的逃逸，并进一步引起了夸张的“温室效应”，导致金星表面如此炙热（四百到五百摄氏度）。这项研究不仅可以让我们更了解金星，对地球的磁场、大气与环境的变化也有不少参考价值。

金星：难兄难弟而已

06

火星表面的辐射环境与其模拟

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顾名思义，研究和模拟火星上宇宙辐射的强度，研究辐射对宇航员、仪器的威胁，以及宇宙辐射的防护。宇宙空间中充斥着高能的宇宙辐射，其中单个粒子的能量甚至能够超过一般核电站反应堆的辐射粒子。地球有浓厚的大气层与大范围的地磁场，可以屏蔽掉绝大部分宇宙辐射；但类似火星这样的天体基本没有磁场，大气也很稀薄，高能的宇宙辐射可以直接轰在星球表面，假如宇航员防护不周，可能会因辐射致癌。更要命的是，高能的宇宙辐射还会和火星土壤和大气反应，生成大量同样危险的高能辐射粒子，这让火星的辐射环境变得尤为复杂，想要做好宇宙辐射的防护工作，研究与模拟火星的辐射环境就显得尤为重要。

中国科大研制的火星磁强计随“天问一号”发射（硬广）

太空时代以来，人类在宏观和微观前沿领域获得了突飞猛进的进展，空间科学相关领域已诞生12项诺贝尔奖。近年来，我国的航空航天与深空探测技术迅猛发展，空间科学也得到了格外的重视。根据近日教育部公布的2021年度普通高等学校本科专业备案和审批结果，中国科学技术大学新增备案本科专业一个，专业名称为“空间科学与技术”。中科大的空间科学实力强劲，但在本科生教育中，空间物理学一直以来被归类于地球物理学专业——一个更包罗万象的学科名下，作为一个明确的专业方向出现。现在成为了单独的备案本科专业，可见空间物理已经发展出了足够庞大的体系，以至于需要单独设立一个本科专业了。如果你心怀宇宙，想要探索太阳和各类行星，不妨多了解一下空间科学（详细信息可以参照https://gaokao.chsi.com.cn/zyk/zybk/zyjd/viewPage/zu8ej7jb2oy0tqm6），一定会有你感兴趣的内容。

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撰稿：腰果鸡丁

美编：刘俞伶

DR.STONE · 致力于地球和空间科学科普