鄭永春：行星科學將迎來重要發展階段

太陽系是人類賴以生存的恒星系統，在可以預見的將來，人類的命運仍將被束縛在太陽系以內。地球首先是一顆行星，行星科學是地球科學的自然延伸。行星科學是在天文學和地球科學基礎上發展起來的，是一門典型的交叉學科，包括行星天文學、行星地質、行星物理、行星化學、行星大氣、行星生物學、比較行星學等分支學科。主要研究太陽系各層次天體的運動和軌道、表面形貌、物質組成、內部結構、空間環境等。

長遠目標是尋找地外宜居環境和生命信號、預防太陽活動和小天體撞擊對地球的災害性影響、探究太陽系及其行星的起源和演化歷史。空間科學、天文學、行星科學是人類認識太空和宇宙的三大支柱學科。其中，空間科學主要研究地球以外的空間；天文學則具有更大的時間和空間尺度，以看得更深、更廣、更多為己任。行星科學是一門既古老又年輕的學科。說它古老，是指這門學科從古代科學家對太陽系各大行星的軌道計算和觀測開始，到現在至少已有數百年的歷史。說它年輕，是指行星科學是一門新興學科，其最主要的科學進展是在人類進入航天時代之后取得的。1957年，前蘇聯發射了第一顆人造地球衛星，標志著人類太空時代的到來。1958年美國發射第一顆月球探測器，標志著行星科學進入了太陽系探測的新時代。截止到2014年，世界各國已實施了200多次月球和行星探測活動和6次載人登月考察，先后對月球、各大行星及其衛星、矮行星、小行星和彗星等天體進行了全方位、多手段的科學探測。人類發射的航天器已經抵達太陽系的各個角落和所有主要天體類型。

上世紀90年代以來，以行星科學為己任的太陽系探測出現了一些積極變化，主要包括：1.太陽系探測活動從早期以技術實現為主，目前已經轉向科學驅動為主，并逐漸向科學牽引轉變。這體現在太陽系探測任務建議由科學家提出，在整個任務論證和實施過程中始終圍繞科學目標實現和科學成果的最大化為核心。2.太陽系探測從早期的太陽系普查發展到現在重點探測某些天體，呈現出一條清晰的發展脈絡，就是以月球和火星探測為重點，先開展月球探測，緊接著開展火星探測，火星探測是月球探測的繼承和發展。先實現載人登月，接著建設月球基地和準備載人登陸火星，這一趨勢已經越來越明顯。3.太陽系探測從早期的美國和蘇聯兩強爭霸發展到現在美、中、日、印、俄、歐群雄逐鹿，英、德、巴西、韓國躍躍欲試。更大的任務規模和經費投入、更難的技術挑戰和人才需求，使得任何一國都難以獨立開展，勢必要通過國際合作分擔經費、責任和風險，實現技術和人才的高度融合，這也是太陽系探測作為全人類共同事業的必然發展趨勢。

太陽系探測顯著帶動了人類的科學創新、技術突破和應用拓展；增長了人類對宇宙尤其是太陽系的認知、拓展了人類的知識疆界；提高了人類認識和保護地球、拓展生存空間的能力；激勵了人類特別是年輕一代的探索、發現和挑戰精神。

新世紀以來，世界各大國紛紛制定太陽系探測規劃，積極謀劃各自在行星科學、空間科學和航天活動方面的發展藍圖。21世紀將成為人類全面探測太陽系的新時代。

通過太陽系探測，發現更多的行星科學關鍵問題，提出和醞釀新的太陽系探測計劃；通過實施新的探測任務，推動關鍵科學問題的解答。

因此，行星科學是太陽系探測的源頭活水，也是太陽系探測的最終目標。歐美國家的行星科學隊伍和經費投入很大，成立了專門的行星學會和行星研究所，每年參加歐洲和美國行星科學大會的人數均達上千人，各類行星科學專業研討會不勝枚舉。

但遺憾的是，行星科學在我國的發展才剛剛起步。

在國內，地球科學大多與資源、能源、環境等“有用”的事情密切聯系，沒有對地球所處的太陽系空間和地球的“兄弟姐妹”（各大行星及其衛星）給予足夠關注。

而實際上，地球首先是作為具有行星屬性的天體而存在的，太陽系的行星系統是驗證地球科學理論的理想實驗室，行星科學的發展也有助于地球科學新概念、新方法、新理論的提出和驗證。

“不識廬山真面目，只緣身在此山中”，只有把地球放在太陽系行星大家族的角度來認識地球，才能跳出地球看地球。

一個很簡單的例子是，通過太陽系探測，我們發現臨近地球的天體——月球、水星、金星、火星等類地行星表面都分布著密密麻麻的撞擊坑，有些撞擊的規模相當巨大，導致行星表面物質擴散到全球尺度，甚至使行星自轉軸傾斜。

這使我們自然而然地想到，人類生存的地球也曾經遭受過無數的撞擊，這些撞擊對地球的演化進程、演化方向、礦產資源的分布和形成、生命的出現和生物的進化等等，都產生過非常顯著的影響。6500萬年前曾經獨霸地球的恐龍的突然滅絕就是很典型的一個例子。

目前，探月工程嫦娥一號和嫦娥二號已經圓滿完成各項探測使命，嫦娥三號的成功實施使我國成為世界上第三個實現地外天體軟著陸和巡視探測的國家。

擬于2018年前后發射的嫦娥五號任務將首次采集月球樣品并返回地球。根據中國科學院和國防科工局牽頭成立的我國深空探測科學目標論證專家委員會在2011年提出的《我國2011~2030年深空探測總體科學目標》，我國未來將以月球和火星探測為主導，統籌開展小行星、太陽、金星、木星系統等的探測。

由于行星科學的發展直接依賴于深空探測所獲得的遙感和就位探測數據以及天體表面樣品的分析，因此，隨著我國月球和深空探測的進展，我國科學家將深入分析自主獲得的第一手探測資料和珍貴的月球樣品，在獲得一大批科學成果的同時，發現新的科學問題，醞釀提出新的探測任務，從而使太陽系探測實現快速、可持續的發展，我國的行星科學將迎來一個重要發展階段。（鄭永春）