美国国家科学院发布太阳和空间物理十年调查中期评估报告

作者: 2020-06-15 15:42 来源:
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  23日,美国国家科学院发布了太阳和空间物理《十年调查》中期评估报告,总结了过去5年在该领域发生的一系列重大变化,同时对多个机构在未来开展与太阳和空间物理相关的工作提出多项建议[1]

  一、美国这一工作的主要变化

  过去5年中发生了一系列与太阳和空间物理研究相关的重要变化。

  1、预算增长不足。整体而言,在《十年调查》执行过程中,太阳物理领域的预算没有按预期增加。在过去5年里,美国国家航空航天局(NASA)日球层物理学部的预算增加了14%,但如果考虑通货膨胀,实际预算是下降的。相比之下,同期NASA总预算增长了23%,科学任务部预算增长了30 %。预算增长的不足影响到NASA部署新任务和全面执行《十年调查》建议的能力。美国国家自然科学基金会(NSF)的相关预算也增加了约14 %,但只有近两年增长较多。

  2、管理层更迭频繁。领导层的频繁更迭是NASA面临的另一项挑战。自2011年以来,NASA日球层物理学部先后更换了6位主任或执行主任。现任主任Nicola Fox20189月上任的。

  3、国家层面部署了多个空间天气研究计划。《国家空间天气行动计划》明确了10个政府机构在提升空间天气能力方面的责任,为机构间的有效合作提供了新的机遇。这表明,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)很有必要也参与到《十年调查》的制定过程中,与国防部(DoD)等其他机构的协调也至关重要。

  4、跨学科研究机会频现。对系外行星及其宜居性研究的热情不断高涨,太阳和空间物理研究可以为上述新兴科学领域做出贡献,特别是对磁层、大气、恒星发电机的研究以及为研究太阳系而开发的复杂模型,也适用于系外恒星和行星系统的研究。

  5、小卫星革命兴起。立方体卫星和小卫星技术进步令NASANSF加速采用小卫星执行科学任务。小卫星商业部门的增长为设计和建造卫星提供了新的途径,也为搭车发射、有效载荷托管和商业数据采购提供了新机会。上述进步也将助力空间科学发展。

  6、数据科学的作用日益突出。从日益庞大和复杂的数据集中获得最大的科学回报需要更好的基础设施、更为专业的技术培训和对开源软件开发的支持。《十年调查》发布以来,先进的观测和理论工具越来越多,为充分发挥大型设施科学数据的潜力提供了新的机会。

  7、大众积极参与科学研究。更广泛的人群参与到太阳和空间物理研究中,如在2018年天文爱好者发现了“强热发射速度增强”(STEVE)极光现象,在2017年日食科学观测中发挥重要作用。预计未来还将带来进一步的科学发现和科学传播机会。

  二、未来发展建议

  为更好地发展美国的太阳和空间物理研究,报告为各机构提出了以下7条发展建议,具体包括:

  1、考虑到《十年调查》报告发布以来太阳和空间物理的发展态势和新出现的机遇,建议调整并优化各机构的相关研究计划。

  2、建议NASA建立更有效的管理环境,改进合同授予及项目资助流程,在降低任务成本的同时缩短《合作机会公告》(ACO)的发布间隔。

  3NASA应采取必要步骤,在未来3年内为“地球空间动力学星座”(GDC)任务确定具体的任务结构及实施方案。

  4NASA应与美国国家海洋与大气管理局(NOAA)、NSF地球科学理事会、数学和物理学理事会及学界合作,制定空间天气科学研究与业务运行能力转移实施路线图,确定科学重点领域。

  5NASANSFNOAA应制定战略计划,旨在提高太阳物理学界研究团队在种族、性别、年龄和原籍国等方面的多样性。下一次的十年调查将对上述机构的研究团队开展人口统计和多样性调查。

  6NASANSF应实施并资助针对下一次十年调查的高级规划,让科学家团体广泛参与对下一个十年的科学挑战、科学目标和相关高优先级目标的战略规划,并畅想更长远的目标。

  7、作为有望成为下一次太阳和空间物理十年调查的主要资助机构,NASANSFNOAA应共同制定综合任务说明,反映每个机构和美国整体的研究和应用需求。                               (王海名)

 

  


 

[1] Progress Made Toward Priorities Defined in 2013-2022 Solar and Space Physics Decadal Survey. http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=25668&_ga=2.22507900.6734950.1581156347-1849340213.1581156347

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