PDF《百名院士科技 系列报告集》

海纳百川 藏书博览 简装书库 自然科学总论 理论 现状及发展 百名院士科技 系列报告集 上02 上海市黄浦区教育信息中心 空间天文学――当代科学前沿 艾国祥 中国科学院北京天文台 艾国祥 天体物理学家.

1938 年2月17 日出生于湖南益阳,

1963 年毕业 于北京大学.1993 年当选为中国科学院院士(学部委员).现任国际天文协 会太阳活动委员会副主席,1997 年升任主席、国家自然科学基金 太阳磁场 与速度场观测和研究 重点项目组长,美国基金会与中科院合作项目 中美 太阳联测 、国家科委与日本文部省合作协议项目 中日太阳物理合作 中 方首席科学家等职务,并在太阳物理观测研究中取得重要成就.

一、空间天文学发展状况 空间――太空,是地球稠密大气层之外的范围 (100~120 公里高之外), 是除陆地、海洋和大气层之外,人类的第四环境.空间――太空,是包括地 球卫星、太阳系飞船、星际飞船等的活动范围.从一定意义上讲,空间天文 活动包括气球和火箭,甚至包括机载天文仪器的探测.本文仅涉及航天器天 文的活动范围,即第四环境中的天文探测.

1957 年至

1993 年9月30 日,全世界成功的空间发射为

3548 次,其中 美国占 27.5%,前苏联(俄)占68%,日本占 1.3%,欧空局占 1.5%,中 国占 0.9%;

已发射航天器

4500 余个, 含多星发射, 美国成功发射航天器

1366 次,失败

159 次,占11%,全世界载人飞船

164 次,科学航天器为

841 个, 占19.13%.与天文学有关的大约

400 个(前苏联的难以全面统计),约占 10%左右. 全世界航天方面,大概花费了

12000 亿~15000 亿美元(平均一次发射 大概花

3 亿美元,一个航天器平均 2.5 亿美元).估计与天文有关的开支, 为1200 亿~1500 亿美元左右,占10%左右(美国至

1993 年实际开支

4074 亿美元,若换算到

1993 年的等值数是

7391 亿美元).欧洲空间局在

1993 年的预算中,空间科学占 10.4%(不包括微重力与应用卫星),为294MAU (2 亿美元),这个预算不包括发射费用.欧洲空间局的空间科学项目中有

10 项,除一项地球物理卫星之外,其他

9 项都是空间天文项目.美国宇航局 1989―2005 年经费中,共投入

2195 亿美元,其中空间科学(不包括运载和 发射)为493.7 亿美元,占22.5%.空间天文学是重要领域,地面的天文设 备,只有很少数投资能够达到

1 亿~3 亿美元;

空间天文用航天器的平均投 资为

2 亿~4 亿美元,而大型空间天文活动花几十亿美元的,已达几十次.

30 多年来,空间天文设备的花费大约是地面天文设备的

10 倍左右.大型项 目,如Appollo 登月计划、行星际探测站、IUE(紫外天文卫星)、IRAS(红 外天文卫星)、COBE(宇宙微波背景辐射探测器)、Hipparcos(天体测量卫 星)、Hubble(空间望远镜)、ROSAT(X 射线卫星)、GRO(γ射线卫星)、 Yohkoh(太阳卫星)以及 SOHO 等,都是耗资几亿甚至几十亿美元的项目.著 名的 Hubble 空间望远镜, 长13 米, 直径 4.3 米, 主镜口径 2.4 米, 总重 12.5 吨,研制历时

13 年,运行

5 年,耗资超过了

30 亿美元.它具有 0.1 角秒的 成像分辨率,可观测到比地面观测暗

40 倍的天体,使观测天体的数目增加数 百倍;

光谱范围有紫外、红外、可见光,集高新技术之大成,是空间天文发 展史上的重大里程碑.去年底发射的太阳和日球天文台(SOHO)是十几个国 家联合发射的太阳和太阳系飞船,耗资达