论 坛 看 点 回 顾
深空科技专题报告
既仰望深空 亦守护家园
· 壹 ·
仰望深空：大型空间望远镜
许博谦
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员
《面向未来天文观测的大型空间望远镜技术展望——从国家工程到多元共建的新机遇》
许博谦从望远镜口径增大、观测由地面走向空间的演进讲起。空间观测不受大气吸收和湍流影响，具有成像稳定、杂散光抑制能力强等优势。从1990年发射、口径2.4米的哈勃空间望远镜，到采用拼接式主镜、口径6.5米的詹姆斯·韦布空间望远镜，空间观测能力持续跃升。
★ 其中，拼接式路线为突破光学元件制造和火箭运载能力约束提供了重要途径。
更大的口径对应更前沿的科学问题。报告将系外行星与宜居性、宇宙学与暗能量、时域天文与多信使、恒星形成与星系演化列为主要方向。同时指出，传统政府财政出资模式下，大型项目研制周期通常长达15至25年，预算体量巨大，零容错要求使技术迭代相对缓慢，稀缺观测资源难以充分满足科研需求。
报告现场：空间望远镜的科学价值与传统模式的痛点
✦从国家工程到多元共建
围绕“从国家工程到多元共建”，许博谦介绍了民间资本参与空间天文望远镜的新探索。这类项目资金可来自私人慈善基金、企业投资或非营利机构捐赠，观测对象仍为天体，并面向全球科研界开放观测时间，在推进周期、风险容忍和观测申请机制上呈现出不同特点。
Lazuli主镜口径3.1米，已通过初步设计评审、光学硬件投产，计划2028年底发射
Mauve口径13厘米，已于2025年11月发射、2026年2月完成首光，正在轨开展科学运行
Nautilus仅完成单透镜地面样机验证，全阵列尚未工程立项
Project Blue仍处概念研究阶段，资金未足额募集、无确定发射计划
Arkyd项目已经搁置
—— 多元参与带来新机遇，也仍需接受技术和工程实践检验 ——
在许博谦看来，国外“国家队＋民间资本”双轨并行的发展格局，为国内探索“工程团队＋社会资本”模式提供了参照，合作可采取全额出资冠名、联合共建、专项载荷合作等形式。实现这种协同，基础仍在工程能力——报告展示了大口径轻量化空间反射镜制造与支撑、高灵敏低噪声航天级探测器、大型反射镜装调集成测试，以及拼接式望远镜在轨共相调控等技术积累。
面向未来，单体式与拼接式技术路线齐头并进，观测重点正在向紫外波段延伸。报告展望了通过在轨建造发展十米量级拼接式空间望远镜的设想，并介绍了两大任务：
●"天邻"任务6米量级，由中国科学院国家天文台发起，寻找系外生命信号
● LOTUS任务6米量级，由香港大学、中国科学院国家天文台发起，面向紫外光谱观测
★ 许博谦强调：大型空间望远镜的发展，既需要科学家以观测需求牵引，也离不开工业界技术体系支撑。
· 贰 ·
守护家园：行星撞击与防御
丁忞
南方科技大学地球与空间科学系副教授
《行星撞击过程：从科学研究到行星防御》
如果说空间望远镜不断拓展人类观测宇宙的边界，那么对撞击过程的研究，则是在解读天体留下的演化信息。丁忞指出，撞击并非只有破坏性。流星雨和陨石是撞击的馈赠，其中陨石为认识太阳系提供实物资料，陨石研究也为探索生命起源提供线索；从碰撞吸积到后续演化，撞击始终参与行星形成与演化过程。但约6500万年前与恐龙灭绝相关的希克苏鲁伯撞击也提示，撞击风险同样需要正视。
报告现场：撞击的馈赠——流星雨和陨石
✦以月球为例：撞击与演化的耦合
报告以月球为例，讨论外部撞击与内部演化如何相互影响。研究提出，南极—艾特肯盆地（SPA）撞击可能通过撞击生热、钛铁矿堆晶下沉和月幔翻转，造成钛、钍等成分的不对称分布，进而影响后续热演化：近地面放射性生热较多、后期较热；远地面放射性生热较少、后期较冷。相关内外动力学耦合机制，还被用于解释月球近地面巨大方形重力异常结构。
内部热状态也反过来决定撞击痕迹能否保存。模型预测，岩浆洋固化后的1亿年内形成的撞击盆地将完全松弛，此后形成的盆地结构才得以保存。这一认识为月球可观测撞击盆地数量与行星吸积模型预测的撞击通量不一致提供了解释，并预测约有300至1000次早期月球撞击事件因盆地松弛而难以观测。撞击记录由此成为研究行星早期内部状态的窗口。
撞击生热 → 月幔对流 → 成分分布 → 内部热演化
内部热演化 → 下月壳流 → 盆地松弛 → 盆地结构
✦从认识规律到风险防范
对撞击规律的深入认识，最终要服务于风险防范。丁忞指出，直径超过1公里的天体撞击可能引发全球性灾难，需要开展近地天体监测预警、防护和防御。报告从双小行星重定向测试和我国2030年前近地小行星防御计划谈起，介绍动能撞击这一主动防御方式。其实施不仅要提高动量传递效率，还要避免小行星灾难性解体带来次生风险，因此，靶体材料特性和撞击参数的影响不可忽视。
撞击实验约束数值模拟，并与模拟共同支撑有效防御。报告展示了2025年5月29日太阳系超高速撞击实验室建设情况：装置采用二级加速，长40米、宽12米、高3米，可使用金属和石质弹丸；30克弹丸速度可大于6千米每秒，10克弹丸速度可大于10千米每秒，真空度小于0.01帕，靶材温控范围为零下200摄氏度至室温。依托从撞击成坑到破碎的实验研究，报告给出明确结论：靶体强度越低、孔隙率越小，撞击溅射物反冲越强，动量增强越大；撞击角度则控制溅射物的不对称性，并影响反冲方向。
实验结论：靶体强度越低、孔隙率越小，撞击溅射物反冲越强，动量增强越大；撞击角度则控制溅射物的不对称性，并影响反冲方向。
从遥感观测、数值模拟到撞击实验，丁忞以三者相结合的研究链路贯通行星演化解读与有效防御支撑。两场报告虽着眼不同问题，却呈现出深空科技发展的共同要求：观测手段获取宇宙信息，基础研究揭示演化规律，实验与工程能力把科学认识转化为新的探索和风险防范手段。
从建造看得更远的空间望远镜，到研究撞击、理解行星并守护地球，深空探索正在科学问题牵引与技术体系协同中不断向前推进。
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