空間科學的起源與定義

從1957年10月發射第一顆人造衛星開始，人類就進入瞭太空時代。對空間開展直接研究的新學科——空間研究（Space Research）應運而生。

伴隨著人類進入太空的步伐逐漸發展，空間科學成為一個新興的、交叉的，且包含眾多學科分支（空間物理學、空間天文學、行星科學、空間地球科學、微重力和空間生命科學，以及基礎物理試驗）的科學領域。如果用一句話來定義空間科學，就是：利用航天器為主要平臺，研究發生在日地空間、行星際空間乃至整個宇宙空間的物理學、天文學、化學和生命科學等自然現象及其規律的綜合性交叉學科。

深空探測任務的特點

深空探測任務是人類進入太陽系的機器人“偵察兵”。與載人航天任務不同，我們這裡所說的深空探測是無人深空探測任務，包括對月球、火星，以及對太陽系其他天體的抵達探測，但不包括對太陽的遙感探測。對太陽的遙感探測，無論是在地球軌道上，還是飛臨太陽附近的抵近探測，都屬於科學衛星任務。

可見，並不是所有深空軌道的任務都是深空探測任務。比如，有些定位於日地系統拉格朗日L1或L2點的空間天文衛星任務，就是空間科學任務。

深空探測任務是以行星科學和空間物理學為學科背景、到達太陽系中一個獨特的地點、同時具有第一次到達和科學上的發現兩個特點。

人類在進入空間時代之後，幾乎已經飛臨甚至著陸探測瞭太陽系當中所有八大行星以及部分它們的衛星，包括月球、水星、金星、火星、木星及其系統中的4顆伽利略衛星、土星、天王星和海王星，並在月球、金星、火星，土衛六和幾個小行星上成功著陸，還實現瞭月球樣品和小行星樣品的采樣返回。但是，人類對太陽系及其起源和演化的規律瞭解仍然太少。

即使是同一個天體，在不同的地點著陸都會獲得高度的公眾關註和全新的科學認知。例如，盡管人類早在20世紀60年代就實現瞭載人登月，但是嫦娥四號無人探測器在月球背面的著陸，仍然是人類的第一次和重大的突破，引起瞭高度的公眾關註度，並獲得瞭新的科學發現。

由此可見，深空探測任務隻要選擇瞭新的目的地——無論是飛越、環繞還是著陸，實現瞭人類的第一次，就可以獲得很高的公眾關註度。因此，與載人航天任務相似，公眾關註度是深空探測任務需要考慮的重要因素和不容忽視的目標。但深空探測任務同時也要關註這個第一次到達的地點所帶來的科學發現。

如果僅僅是為瞭達到，而沒有新的科學發現，公眾就會質疑到那裡去的目的是什麼，公眾對任務的關註度也自然就會降低。因此，科學目標一定是伴隨深空任務的重要目標。到太陽系中一個人類還沒有去過的地方實現新的科學發現，才是深空探測任務的完整定義和內涵。

因為不斷有新的目的地，以及不斷產出新的科學發現，深空探測任務的可持續性是比較容易把握的。這主要是得益於太陽系的宏大和其中各種類型天體的眾多。至少到現在，我們總是可以找到新的、有重大科學發現意義的目的地。

未來發展

我國已經成功掌握瞭月球探測的相關技術，實現瞭“繞、落、回”，並發射瞭數據中繼衛星來支持在月球背面開展的探測活動。未來的月球探測任務，應更偏重於對月球資源的原位利用領域的研究和技術開發，為載人登月和未來的月球旅遊做好準備。因此，未來的深空探測任務需要不斷地向遠走，發揮人類第一次到達的公眾關註效應。火星的樣品返回自然是首選，但是由於火星是很可能存在地外生命的天體，必須高度關註探測器對火星的前向污染和返回樣品對地球可能帶來的後向污染。前向污染會使返回的樣品和科學發現變成“烏龍”事件；後向污染則可能會對地球帶來不可估量的生物入侵災難。

其他能夠實現第一次達到的，或具有新視角的目的地在太陽系內還很多。特別是著陸探測應該作為我國深空探測的一大優勢加以發揮。未來，應該繼承天問一號“三步並一步”的優勢，加快趕超的步伐，對所選天體盡量能實現到達即著陸，並確保實現公眾關註度和科學發現的均衡發展。

為瞭實現重大科學發現，所有深空探測任務在立項初期就要確定整個任務的首席科學傢，並在首席科學傢的領導下開展目標或著陸點的選擇、科學有效載荷的配置、研制中和科學產出相關的各類技術指標的把控、到達後任務運行的規劃，直至科學數據的分析和組織。與載人航天任務不同的是，深空探測往往是一個任務一個目標，因此需要任命整個任務的首席科學傢。