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服务经济社会需求、推动空间科学研究跨越发展

已有 3378 次阅读 2015-7-7 14:57 |系统分类:观点评述

服务经济社会需求、推动空间科学研究跨越发展

 

序: 国家基金委地球科学部优先发展领域《日地空间环境与空间天气》学科指导与评估小组于201449-14日在洛阳召开以我们的中国梦为主题的扩大会议。此次洛阳会议计划以我们的中国梦——用十年左右时间实现我国空天气科学跨越发展为主题,出一个专辑,记录下我们在起步跨越发展阶段的中国梦!

   本文为应此次活动要求而专门撰写的短文;然而,由于各种原因,原设计出版的空间天气科学跨越发展之中国梦专辑未能如期出版,且出版之日亦遥遥无期。为免埋汰此文,特贴于此处,共赏共勉!

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       如何实现我国经济的进一步繁荣和可持续发展是国家决策机构和全社会成员所关注的焦点。作为一名空间天气科学工作者,也时常会考虑如何才能将自身掌握的知识和技能服务于经济社会发展,但总感力不从心。另一方面,同行们都深切感受到,由为解决空间天气科学问题所提出的空间探测计划,虽不乏创新、巧妙的构思和大家的智慧,在解决重大科学前沿问题方面也有着激动人心的前景,而在推动时却常会面临重重阻障。这自然与我国空间探测体制机制方面的可能不足关系密切,但我们是否能跳出怪圈,以“接地气”的心态、以服务经济社会发展和国家真正急需的决心,设计学科领域的发展思路和规划,并在走向实施的过程中,获得自身科研能力和水平的跨越式进步?

       山东大学空间科学研究院,为实现自身的快速发展,提出利用先进的空间科技服务地方需求,在满足一些应用需求的同时,带动自身空间探测能力和科研水平的提升。研究院位于美丽的黄海之滨,浪拍浪打、潮来潮往,守着海洋、享受着渔业经济的发展成果。这一地理的特点,启发着我们去寻找空间科技与地方经济应用结合的切入点。

       这其实是解决问题的一个关键所在。

       众所周知,山东有着3000多公里的海岸线,滋生的海洋渔业经济在山东全省GDP总量中占有可观的份额。以2013年为例,海洋渔业经济总量达到万亿元规模,占全省GDP的近1/5。我们有理由相信,在这一巨大的经济运行体之中,必定能找到我们空间科技的用武之处。

         适时,习总在20137月一个讲话中就建设海洋强国研究强调,要提高海洋资源开发能力,着力推动海洋经济向质量效益型转变,…… ,要保护海洋生态环境,着力推动海洋开发方式向循环利用型转变,……,要依靠科技进步和创新,努力突破制约海洋经济发展和海洋生态保护的科技瓶颈。”为响应国家要求,山东将于2014年重点制定出台《山东省海岸保护与利用规划》《海域海岛海岸带整治修复与保护规划》《海洋观测网体系建设规划》等,提高海洋综合管理能力和水平。有关领导指出,管理海洋也要像管理耕地那样严格。山东将严格保护自然岸线和近岸海域资源,强化海岸线资源存量管理和精细化配置。

       目光一旦被吸引,便难挪移。

        在山东,海洋渔业经济是万亿元规模的经济体量。而这一实现“中国之梦”的巨大支撑经济体系,近年来屡遭各类海洋灾害和污染的摧残。2010年的渤海一场冰灾,竟让山东海洋渔业直接经济损失数十亿元。这本是老百姓的“真金白银”,毁于一旦,每思之切切。这只是极端事例之一。每年胶东半岛,特别是青岛海域爆发的浒苔、赤潮等携有异星情调的灾害也可谓规模庞大、妇孺皆知,给旅游、养殖等海岸经济同样带来致命打击。还有海油泄露,海洋风暴等,不一而举。

         天灾有之,人祸亦然。房地产经济的高涨,令省内不少市地、企业竞相投资“填海造地”,其规模也是前无古人,后可能无来者。许多有识之士痛首呼吁“正在淤死的渤海湾”、“大规模填海造地正疯狂、渤海湾淤死速度加快”(请百度之)。触目惊心的报道,让人领略到经济社会发展的另一面,在表面繁荣的同时,是否会带来对陆海生态环境张牙舞爪、不可逆转的破坏?若果然,如何处之?又如何面对后代?

        作为从事基础空间科学研究的工作人员,是否能承担起一份服务经济社会繁荣与可持续发展的责任?我们所从事的空间科技是否又能找到用武之地呢?

        卫星遥感-----让卫星飞起来,携带着高科技铸就的遥感载荷巡视山东海岸。不错,我们提议实施小卫星计划,对山东半岛海岸带区域精细定制、开展高时效和高分辨的遥感观测。

        会当临绝顶,一览众山小。这正是卫星遥感功能的一个真实写照。

        本着有所为,有所不为的原则。经过论证,一套载荷:多波段的海岸带光谱成像仪,配合先进的卫星平台姿态控制和操纵技术就可以实现很多我们期待实现的功能。

        可别小看这一载荷!只要波段选择合适,例如海冰、海油、海藻、悬浮颗粒等都有自己特定的反射峰值,一旦出现了,就可以在特定波段很好地呈现,达到对这些海洋灾害和污染进行发现预警、观测监视的目的。目前,先进的卫星平台资控技术已经可以实现大幅度侧摆、在飞行过程中注视固定观测目标的“凝视”等功能。这对于山东半岛这样一个小的区域进行高时效观测是必不可少的。而光谱成像有关的载荷技术也是各类遥感应用技术中发展相对成熟的一种,有很多专家、很多工程队伍可以寻求帮助。

        这一“山东卫星”计划,将针对具有特殊地理位形的山东海岸带区域开展(1) 每日巡视和 (2) 为突发事件应急或任务定制的凝视观测。可见,“巡视与凝视”是该卫星计划实现自身功能价值的两大“规范”动作!

        由于单颗低轨卫星(为保证空间分辨率,轨道高度应低于1000 km)对于固定区域重返周期方面的限制,为实现对半岛海岸的高时效观测,必须启用多颗卫星构成卫星“星座”,通过合适的轨道搭配实现编队飞行,满足高时效的区域观测要求。

        这实际上已经为空间天气探测,特别是电离层天气研究提供了很好的机遇。

        我们将充分利用卫星平台的载荷搭载余量,选择配备诸如磁强计、等离子体探测仪(特别是氧离子),用于定轨和电离层掩星探测的GNSS信号接收机等等,实现对电离层部分物理参数的同时多点卫星探测,解决空间天气科学研究提出的重大前沿问题。

        显然,卫星遥感(与可能搭载的信息采集平台)有望也有能力带动起巨大的应用需求。有关内容早已超出了我们空间天气科学团队的知识范围。因此,一定要联合不同知识背景的专家和工程人员共同推动,“知识的联合与交叉就是力量”,“关键是找对人”。而我们,作为空间天气专业人员,在整个实施过程中,一定要注意坚持“不贪多、不迷失”,即对于属于自身专业领域之外的工作任务一定要请相关的专家和用户承担,而自己绝不能因为运行这一看似简单、实则繁复的卫星工程而荒废了用于“安身立命”的专业研究。

        我们相信,巨大的应用前景终将会吸引到有远见的企业家的参与,把营销和应用研发的任务承担起来。自然,政府部门的支持和资助也是必需的。这将推动形成一个跨行业跨部门的“政商学”联合的创新运行机制。

       而这一计划源自空间天气科学研究团队,也终将大大反哺空间天气科学研究。



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2 黄永义 余世锋

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