空間科學(xué)與技術(shù)

空間科學(xué)與技術(shù)：大到星際空間，遠(yuǎn)到無限未來1957年人類發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星之后，空間科學(xué)成為一門交叉性很強(qiáng)的前沿學(xué)科。自此，空間科學(xué)不斷開拓人類認(rèn)知新疆域，改變了我們對自然和自身的認(rèn)識(shí)。習(xí)近平總書記指出，“深空探測成為科技競爭的制高點(diǎn)”，要“一步一個(gè)腳印，開啟星際探測新征程”。今天，讓我們隨著中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院執(zhí)行院長、深空科學(xué)技術(shù)研究院院長汪毓明教授，一起了解空間的奧秘。一、專業(yè)解析什么是空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“空間科學(xué)與技術(shù)”是在物理學(xué)、化學(xué)、地球科學(xué)等學(xué)科以及計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的理論、技術(shù)與應(yīng)用并重的專業(yè)，具有很強(qiáng)的綜合性和前沿性?！笆紫热祟愡M(jìn)入深空探測，要知道為什么去？干什么去？這就是空間科學(xué)。其次人類要有能力進(jìn)行探測和測量，這就是探測技術(shù)。這兩部分合起來就是‘空間科學(xué)與技術(shù)’專業(yè)。”汪毓明教授介紹道，“探測技術(shù)包括遙感探測技術(shù)、原位探測技術(shù)以及相關(guān)的空間探測技術(shù)等。空間科學(xué)主要研究太陽系內(nèi)深空和行星環(huán)境，包括太陽、行星際空間、地球和行星，研究其中的自然現(xiàn)象和規(guī)律，研究的成果同時(shí)能為空間天氣預(yù)報(bào)、深空探測任務(wù)保障提供科學(xué)支撐?！苯纭请H空間，時(shí)間——無限未來空間科學(xué)與技術(shù)的研究范圍大到宇宙空間，遠(yuǎn)到無限未來。空間范圍從地球到大氣，延伸到太陽、行星和行星際空間等離子體；時(shí)間范圍從46億年前太陽系形成至無限未來。空間科學(xué)與技術(shù)研究這個(gè)廣闊時(shí)空中的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)及其發(fā)生的運(yùn)動(dòng)和變化，開發(fā)為此所需要的各種高新技術(shù)?！皫浊陙?，人類活動(dòng)的疆域不斷拓展，從陸地、海洋，到天空、太空，現(xiàn)在又到了深空和行星，世界強(qiáng)國都十分重視深空探測?！蓖糌姑鹘淌谡f，“深空探測絕不僅僅是為了到此一游，更是為了拓展人類知識(shí)的邊界，探索可為人類所用的新的資源與基地，這些都離不開空間科學(xué)與技術(shù)的指引和保障?！睂I(yè)基礎(chǔ)課、核心課有哪些？空間有著不可預(yù)知性，空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識(shí)涉獵非常廣泛。學(xué)生學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容涉及了力學(xué)、物理學(xué)、地球物理學(xué)、天文學(xué)等多學(xué)科的方方面面，主要課程有電磁場與波、數(shù)字信號(hào)處理、傳感器技術(shù)、對地觀測方法與技術(shù)、空間物理等。以中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)為例，該專業(yè)主要包括空間物理學(xué)、空間探測儀器與技術(shù)等方向，分別側(cè)重科學(xué)家和工程師的培養(yǎng)。課程分為基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)選修課等。本科階段主要基礎(chǔ)課有：基礎(chǔ)數(shù)學(xué)（數(shù)學(xué)分析、線性代數(shù)、數(shù)理方程、復(fù)變函數(shù)等），基礎(chǔ)物理（力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)），四大力學(xué)（理論力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理）、大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等。專業(yè)核心課包括：流體力學(xué)、磁流體力學(xué)、空間物理學(xué)導(dǎo)論、遙感技術(shù)、空間等離子體探測技術(shù)等。專業(yè)選修課包括普通天文學(xué)、信號(hào)分析與數(shù)據(jù)處理、航天器軌道動(dòng)力學(xué)等?？臻g科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于地球物理學(xué)類，可授予工學(xué)或理學(xué)學(xué)位。根據(jù)院校開設(shè)不同，專業(yè)方向也有差異?？臻g科學(xué)方向側(cè)重于天文學(xué)與天體力學(xué)、空間環(huán)境；空間應(yīng)用方向側(cè)重于空間光學(xué)與微波遙感、衛(wèi)星與天文導(dǎo)航。如想了解其他高校的具體課程設(shè)置，考生可登陸高校官方網(wǎng)站查看。二、專業(yè)與就業(yè)全國普通高校畢業(yè)生規(guī)模：300350人男女比例：男78%女22%空間科技，指引和保障深空探測太空時(shí)代以來，人類在宏觀和微觀前沿領(lǐng)域獲得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，空間科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域已誕生12項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)，而美國獲得了這些獎(jiǎng)項(xiàng)的近3/4?？臻g為人類的科學(xué)探索提供了更廣闊的天地，中國科學(xué)家無比期望，中國也能成為空間知識(shí)的創(chuàng)造者。1970年，我國“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射，開啟了走向太空的步伐。從神舟飛船載人航天，到探月工程“嫦娥五號(hào)”月面取樣返回，再到“天問一號(hào)”成功著陸巡視火星，我們探索宇宙空間的腳步從未停止過。2010年，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議通過了中科院“創(chuàng)新2020”規(guī)劃，決定組織實(shí)施戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)。從暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”飛天開始，兩年半內(nèi)，又有“實(shí)踐十號(hào)”“墨子”“慧眼”等科學(xué)衛(wèi)星相繼升空。2018年空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)（二期）正式啟動(dòng)，將瞄準(zhǔn)宇宙和生命起源與演化、太陽系與人類的關(guān)系兩大科學(xué)前沿。空間科學(xué)與技術(shù)面向了國際科技前沿和國家重大戰(zhàn)略需求，極具發(fā)展前景。國家和社會(huì)需要深空探測人才“空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的目標(biāo)是服務(wù)國家深空戰(zhàn)略，培養(yǎng)空間探測相關(guān)的科學(xué)與技術(shù)人才。”汪毓明教授說：“隨著我國深空探測計(jì)劃的進(jìn)一步推進(jìn)，對空間科學(xué)與技術(shù)人才的需求更加旺盛?！?022年，國家航天局、安徽省人民政府、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)共同啟動(dòng)建設(shè)“深空探測實(shí)驗(yàn)室”，作為面向世界航天科技前沿和國家航天強(qiáng)國戰(zhàn)略需求，圍繞深空探測領(lǐng)域國家重大科技工程和國際大科學(xué)計(jì)劃，開展戰(zhàn)略性、前瞻性、基礎(chǔ)性研究，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程融合發(fā)展的新型科技研發(fā)機(jī)構(gòu)，計(jì)劃到2035年研究隊(duì)伍規(guī)模達(dá)到5000人。空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在航空航天、國防等行業(yè)的相關(guān)科研院所和企事業(yè)單位從事相關(guān)的理論研究、技術(shù)開發(fā)和管理等工作，也可攻讀地球物理學(xué)、地球探測與信息技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的碩士學(xué)位。據(jù)汪毓明教授介紹，近年來，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）在衛(wèi)星發(fā)射和載人航天等方面取得了令世界矚目的進(jìn)展。民營商業(yè)航天將成為國有航天體系的重要補(bǔ)充，發(fā)展前景十分廣闊。除了滿足國家和社會(huì)深空探測方面的需求之外，作為地球物理學(xué)類專業(yè)，空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)生還可以在資源與環(huán)境領(lǐng)域發(fā)揮才干與作用，包括自然資源部門、氣象部門、生態(tài)環(huán)境保護(hù)部門等。作為一門應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的學(xué)科，空間科技在國民經(jīng)濟(jì)的其他發(fā)展領(lǐng)域，也極具實(shí)用價(jià)值。三、報(bào)考指南本科階段約十所院校開設(shè)該專業(yè)目前，國內(nèi)在本科階段開設(shè)“空間科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的高校大約有10所，包括有北京大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、山東大學(xué)威海分校、南京航空航天大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、成都理工大學(xué)等高校。北京大學(xué)的地球科學(xué)在2018年QS世界大學(xué)學(xué)科排名中列全球第33位，北京大學(xué)空間物理與應(yīng)用技術(shù)研究所師資力量雄厚，主要科研方向?yàn)椋禾柵c日球?qū)游锢?、磁層及等離子體物理、電離層物理及電波傳播、空間探測技術(shù)、空間天氣與空間環(huán)境等。南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院的前身是成立于1952年的天文學(xué)系，是國內(nèi)高校中歷史最悠久的天文學(xué)專業(yè)院系。學(xué)院目前擁有天文學(xué)科國家一級重點(diǎn)學(xué)科和“天體物理”與“天體測量與天體力學(xué)”兩個(gè)國家二級重點(diǎn)學(xué)科。2011年增設(shè)了空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，并于2011年9月開始招生。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)所屬的地球物理學(xué)是國家一級重點(diǎn)學(xué)科，“雙一流”建設(shè)學(xué)科，在激光雷達(dá)探測中高層大氣、空間和行星探測等領(lǐng)域?qū)嵙?qiáng)勁。在高校中首次承擔(dān)空間科學(xué)載荷研制任務(wù)——火星磁強(qiáng)計(jì)，隨“天問一號(hào)”正在火星進(jìn)行在軌探測。擁有中國科學(xué)院比較行星學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中國科學(xué)院近地空間環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)，牽頭建設(shè)中國科大深空科學(xué)技術(shù)研究院。哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于航天學(xué)院，在航空宇航科學(xué)、空間光學(xué)工程和天文學(xué)交叉融合基礎(chǔ)上發(fā)展而成，突出航天特色。此外，哈工大還擁有空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院（國家大科學(xué)工程）。西安電子科技大學(xué)空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)立足于本校的電子信息類專業(yè)優(yōu)勢，偏重于解決空間探測本身的技術(shù)問題，工科色彩較強(qiáng)。注意各大類招生名稱要提醒考生注意的是，各?！翱臻g科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)一是按專業(yè)招生，一是按大類招生（試驗(yàn)班）招生。如北京大學(xué)空間科學(xué)與技術(shù)本科按“地球物理學(xué)類”招生，含地球物理學(xué)、遙感與地理信息科學(xué)、空間科學(xué)與技術(shù)3個(gè)專業(yè)。學(xué)生入學(xué)第一年不分專業(yè)方向，統(tǒng)一學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和計(jì)算機(jī)等大類平臺(tái)課程和學(xué)科群基礎(chǔ)課程，高年級學(xué)生在明確興趣方向后自主選擇本科專業(yè)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院，除按“空間科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)招生，本科招生大類按“理科試驗(yàn)班”招生，為地球物理學(xué)類?！摆w九章地球物理學(xué)拔尖學(xué)生培養(yǎng)基地“是教育部首批基礎(chǔ)學(xué)科拔尖計(jì)劃2.0基地（趙九章是中國科大應(yīng)用地球物理系首任系主任，”東方紅一號(hào)“衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師）。進(jìn)校就讀之后，學(xué)生根據(jù)興趣，也可以選擇分流到地球物理學(xué)、大氣科學(xué)、地球化學(xué)等鄰近專業(yè)。報(bào)考空間科學(xué)與技術(shù)注意什么？現(xiàn)代空間科學(xué)與技術(shù)研究需要掌握數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，也需要能夠有效運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)手段，對學(xué)生素質(zhì)要求較高。投身空間科