中国网/中国发展门户网讯 月球与深空探测是我国科技发展的重大战略。2004年，我国正式启动了嫦娥工程，目前已完成“绕、落、回”三步走的探测规划，成为第3个从月球采样返回的国家，并首次实现了月球背面采样返回。未来，我国无人月球探测的目标是建立国际月球科研站，开展月球科学深化研究与资源综合开发利用。同时，我国已正式发布载人月球探测的初步方案，计划在2030年前实现载人登月并开展科学探索。届时，载人和无人两种月球探测方式将同步开展、互为补充，完成“建站”和“登月”，实现人机联合的科学探测和资源利用。

载人月球探测将有望获得更重大的科学发现。与无人月球探测相比，载人月球探测过程中，航天员具有更强的自主决策能力，采样方式更加灵活，返回样品可能具有更高科学价值；同时，航天员可应对更复杂的环境，完成更复杂的操作，能更有效率、有针对性且精准地布设探测仪器，从而获取更丰富、更高质量的探测数据；此外，航天员可以与地面实时交互，并通过人机联合地质考察，实现对月球更全面的认识。

我国的载人月球探测与行星科学研究面临巨大挑战。当前我国已是载人月球探测主导国之一。但与美国相比，我国在科研成果产出、基础研究经费投入、后备人才培养，以及工程与科学深度融合等方面仍然存在一定差距。以及，从基础科学研究支撑相应工程科技进步的内在逻辑和固有规律来看，我国正积极部署的载人登月等深空探测宏伟蓝图的实现，不仅要求我们要在工程技术上取得巨大突破，还要求我们要做好载人月球探测与行星科学基础研究的强有力支撑。尤其是在深空探测技术的不断进步，载人月球探测与行星科学迈入崭新发展背景下，如何以载人月球探测工程为牵引，完善相应人才培养体系，筑牢基础研究根基，做好学科发展战略与政策研究，从而前瞻性布局，是摆在我国科技工作者面前的难题之一。

为更好地服务我国载人月球探测与行星科学研究发展战略，本文首先系统比较了中美载人月球探测和行星科学发展的现状、问题和差距。然后基于深度访谈和问卷调查方法，向深度参与我国行星科学和深空探测的13位知名专家开展调研，形成8个方面的25条建议；并基于560余位月球与行星科学研究领域学者的问卷反馈数据，形成突出性问题和急需实施的政策建议清单。最后，综合访谈和问卷调查结果，形成4条载人月球探测与行星科学学科发展政策建议。这是一个基于较大体量的中国载人月球探测与行星科学研究学者的问卷调查和深度访谈的，较为系统、针对性较强、共识较高的载人月球探测与行星科学发展政策研究，旨在为我国载人月球探测的科学研究发展思路和政策制定提供参考。

中美月球探测和行星科学现状对比

中美两国是目前月球探测的第一梯队，也是未来载人月球探测的主导国。20世纪60年代，美国阿波罗载人月球探测采集并

返回382 kg月球样品，对这些月球样品的科学研究，使得人类对月球的认识产生了根本性的进步，提高了对类地行星形成和演化的认知。“阿波罗计划”的巨大成功和深远影响奠定了美国在月球研究方面的领先地位，成为美国冒险与开拓精神的象征，极大地提升了美国的国际影响力，激发了美国人民的民族自豪感和荣誉感。“阿波罗计划”结束近50年后，美国联合了欧洲各国、日本和印度等20多个国家，启动了重返月球的“阿尔忒弥斯计划”，不仅计划载人登陆月球南极和背面艾特肯盆地，而且准备将月球作为载人登陆火星的踏板和中转站。相比之下，我国的月球探测起步较晚，但在过去20年取得了长足进步。嫦娥工程六战六捷，标志着我国已经具备了全月面到达并采样返回的工程技术能力，且在月球科学上不断取得新发现。例如，嫦娥四号任务实现了人类历史上首次月球背面着陆，对南极艾特肯盆地开展了巡视探测；嫦娥五号任务确定月球20亿年前仍存在火山活动，将月球火山活动持续时间延长了8亿—10亿年，改写了对月球热演化历史的认识；嫦娥六号任务实现人类首次月球背面采样返回，将有望在月球二分性等重要科学问题上取得突破。同时，我国也计划在2030年前实施载人月球探测。在可预见的未来，月球探测将由中美两国主导，两国在载人月球探测领域的博弈与发展将引领人类关于未知深空的认知。

与国际同行相比，我国的月球科学研究仍需要更多积累。基于Web of Science数据库的文献计量分析，美国在月球科学领域的论文无论是数量还是质量都处于领先地位。我国过去20年在该领域的论文数量逐年提升，2013年已超越德国，上升至第2位，且增长趋势仍然在持续，有望在未来几年超越美国，上升至第1位（图1a）。但是，在如下3个方面与美国相比仍有较大差距：① 高被引论文较少，学术影响力较低。目前，我国发表的月球科学相关的论文数达到3 083篇，数量仅次于美国，但每百篇论文产出重要论文数（高被引原创论文或高影响综述论文）仅有0.94篇，远低于美国的3.98篇（图1b）。② 具有世界影响力的顶尖学者较少。截至2022年12月31日，全球月球科学领域发表论文数排名前10位的作者依然全部是美国学者。其中，3位学者起步于美国阿波罗计划阶段（1969—1972年），5位学者起步于美国重返月球计划阶段（1991—1998年）。这表明培养顶尖学者一方面需要时间积累，另一方面需要月球探测任务的支撑。③ 高影响力国内学术期刊较少。截至2022年，月球科学领域发表论文数排名前10位的期刊美国占8种，英国占2种。期刊创办也是提升我国在月球科学研究影响力的重要抓手。

研究经费投入

美国阿波罗计划和阿尔忒弥斯计划不仅列支了工程经费，而且设立了专门的科学研究经费。据美国国家航天局历史参考资料集公开的原始预算证明文件，1960—1973年期间，美国在“阿波罗计划”上的花费是258亿美元（图2）。其中，航天器耗费83亿美元，运载火箭耗费94亿美元，任务支持与运营耗费29亿美元，基础研发耗费9亿美元，基础设施耗费18亿美元，研究和项目管理耗费25亿美元（占比9.69%）。如果换算为2020年的购买力，“阿波罗计划”的项目总消耗约为2 570亿美元。美国航空航天局监察长办公室估计，到2025财年，“阿尔忒弥斯计划”的总成本将达到930亿美元。其中，猎户座飞船总耗费178.7亿美元，太空发射系统总耗费295.2亿美元，任务支持与运营总耗费201.3亿美元，地面应用系统总耗费70.0亿美元，其他空间技术总耗费91.6亿美元，月球探测技术与研究总耗费92.7亿美元（占比9.97%）。

我国嫦娥工程初期以工程经费为主，没有设置专门的科学研究经费，目前正在逐步改善。我国嫦娥工程的实施为我国月球科学研究提供了有自主知识产权的原始数据和新的月球样品，在实施探月工程的前期，因确保飞行器安全抵达、着陆、返回是一切工作的前提，故初期工程任务以工程经费为主。当前，配套科研经费不足这一状况正在逐步改善，国防科技工业局联合国家自然科学基金委员会一起部署专项项目群，对嫦娥四号、五号任务的科学研究进行专项资助。在设计探月四期（嫦娥六号至八号）的实施方案中，第一次专门编制了科学研究的经费预算。在科研经费管理方面，国家自然科学基金委员会在数学物理学部设置了行星科学，在地球科学部设置了行星地质学、行星物理学、宇宙化学和行星化学等申请代码。这些举措加强了对行星科学研究的支持，但仍然存在资助较零散、学科管理归属不明确等问题，建议整合。

人才培养体系

在美国“阿波罗计划”的影响下，美国大部分高水平高校都设置有行星科学学院（系）。1958年美国宇航局决定对太阳系进行深空探测之后，第一项工作是寻找相关领域的科学家，但发现无人可用。于是，美国宇航局开始投入巨额经费激励科学家从事行星科学研究。1960年，美国第一个行星科学研究机构——月球与行星科学实验室在美国亚利桑那大学成立，至今仍是世界行星科学研究机构中的佼佼者。1973年，亚利桑那大学依托该实验室又成立了第一个行星科学系，标志着美国行星科学人才教育培养体系的建立。亚利桑那大学行星科学系的办学模式为：一线科学家“上讲台”，研究生进入实验室科研，教学和研究围绕正在进行的探测任务展开。可以说，其办学模式是当代大学发展中“科教融合”的一个极为成功的案例。在此之后，哈佛大学、耶鲁大学、麻省理工学院等几十所顶尖大学都相继建立了行星科学系或者在地球科学系的基础上建立地球与行星科学系。在充足的教育经费支持下，借助积累下的行星科学数据和月球样品，这些有着优秀行星科学家的大学和研究机构为美国培养出和输出了大批行星科学人才，并在美国一次又一次的深空探测任务中扛起了科学大旗，产出了令世界瞩目的科学成果。

我国行星科学教育起步较晚，但已经开始萌芽。近10年来，国内部分高校（如南京大学等）和一些中国科学院所属研究所（如中国科学院地质与地球物理研究所等）以交叉研究的形式，培养了一批行星科学方向的研究生，并授予地球科学或天文学的学位。2021年国务院学位委员会批准将行星科学设立为一级交叉学科，中国科学院大学开始招收行星科学专业的研究生。2022年教育部将其列为普通高等学校本科新专业名单，包括成都理工大学、中国科学技术大学、北京大学、南京大学在内的多所大学开始相继招收行星科学专业的本科生，并开设更多和更系统的行星科学相关课程。

科学与工程的融合

通过推动科学与工程融合，美国实现了行星科学和深空探测工程的可持续发展。20世纪60—90年代，苏联和美国展开了激烈的太空竞赛。苏联率先拉开了人类太空探索的序幕，在月球、火星、金星等探测任务上实现了一系列创举。然而，由于忽视了科学对工程的牵引作用，相关工程任务也难以为继，尽管在工程技术上创造了许多第一和首次，但在太阳系和行星的起源与演化等知识体系的构建上几乎难见其贡献。相比之下，美国非常重视基础科学与工程技术协调发展，在“美苏太空竞赛”中逐渐取得优势，并赢得霸主地位。到20世纪90年代中期，美国提出“更快、更好、更经济”的标准，向科学家开放申请探测研究计划，从而掀起了第二次深空探测热潮。前期培养出的行星科学家在这一次热潮中扮演了主角，他们联合工程师共同提出科学目标和探测方案，建立白皮书制度。大到探测任务，小到科学载荷，皆由原创思想的提出者担任首席科学家，充分调动科学家们参与国家深空探测任务。

我国的行星科学研究与探测工程之间的交叉融合有待加强。目前，我国的深空探测任务科学家的积极性尚未被充分调动，科学家与工程师之间沟通交流不足，科学家很少参与到载荷的具体研制和论证，工程师也很少参与到后续科学数据的具体解读。这样的状况正在改变和改善。例如，在嫦娥七号、八号和载人月球探测任务中，越来越多的科学家已参与到任务的科学目标论证和科学载荷的研制工作中。

调查框架与问卷发放

框架设计说明

为了快速梳理目前我国行星科学发展存在的问题，全面收集行星科学研究者对未来载人月球探测的建议，本研究首先对国内行星科学的资深研究者进行了访谈。访谈主题是“为更有效地组织载人月球探测的科学与应用研究，您在如下8个方面有何意见和建议：科学论证；关键技术预研；数据和样品分析；青年人才培养和人才队伍建设；平台建设；经费支持；国际合作；法律法规和环境建设。”

访谈对象为13位深度参与行星科学研究的学者和知名专家，包括科研院所行星科学领域负责人2位，高校行星科学领域带头人3位，其余8位专家包括正高级职称5位，副高级职称3位。根据访谈结果整理和归纳，形成了涵盖全部8个方面的25条建议（表1）。

问卷调查情况

基于上述问题和建议设计了调查问卷，于2023年10月9—19日通过微信群发布问卷。问卷发布对象是2021年中国行星科学大会的参会者和2022年青年行星论坛的参会者，一共4个微信群，分别是“行星科学大会一群”（477人）、“行星科学大会二群”（429人）、“第五届青年行星论坛一群”（490人）、“第五届青年行星论坛二群”（471人）。两次大会的参会人数分别为1 020人和1 040人，基本上涵盖了我国行星科学领域的主要研究者，微信群分别覆盖了两次大会参会者的88.8%和92.4%。

问卷以自愿实名的形式开展调查，共获得564份调查问卷，其中有252位是实名，占比44.7%。在实名受访者中，有212位（84.1%）来自科研院所和高校。其中，97人来自科研院所，含日本、美国研究院所各1人；另外115位来自高校，含港澳6人，日本2人。考虑到两次大会参会人员都在1 000人左右，我国目前行星科学研究者的数量应为1 000多人；本问卷的受访者达到了564人，调查样本充足且绝大部分是来自科研院所和高校，问卷结果应可以在很大程度上反映我国行星科学研究者的总体意见。

此外，根据受访者对行星科学、月球与深空探测工程、科研管理和科技政策、科学教育4个领域的自我评估（图3）调查数据可知，70%以上的受访者对行星科学和探测工程非常了解或比较了解，63%的受访者对科学教育领域非常了解或比较了解，但大部分受访者（57%）对科研管理和科技政策不太了解。这在一定程度上表明，本问卷受访者对行星科学、月球与深空探测工程、科研管理和科技政策、科学教育有较好的认知与理解基础，本调查所揭示的问题具备相当的代表性，相关政策建议的提出在一定程度上可作为科技政策制定的参考。

本问卷首先对突出性问题进行了调查，结果显示，受访者认为亟须关注的2个突出问题是：① 学科管理归属不明确（54.96%）。目前，国家自然科学基金委员会数学物理科学部设置了行星科学（A17）申请代码，地球科学部设置了行星地质学（D0212）、行星物理学（D0414）、宇宙化学和行星化学等申请代码（D0307）等，但由于申请代码分散在不同学科之中，无法保障长期稳定的行星科学研究经费和人才培养，不能满足日益蓬勃发展的行星科学研究。针对这一问题，问卷对如何进一步优化行星科学的部署问题进行了调查。结果（每人限选2项）显示，65.07%的受访者认为应当成立行星科学新学科，48.58%的受访者认为行星科学的管理应当归属到地球科学部，36.17%的受访者认为应当归属到交叉科学部。另外，有7.45%和1.77%的受访者认为应当归属到数理科学部或其他（图4）。② 缺乏长期的规划（58.87%）。我国目前的行星科学研究主要围绕深空探测正在实施的任务来开展，这种模式有利于快速培养直接参与任务的年轻人才成长，但是也因为缺乏顶层设计和长远规划，限制了学科的全面发展和人才梯度建设。一方面，需要从国家层面把握总的战略方向，通过国家任务填补学科空白点，集中力量发展关键技术，保障载人和无人月球探测的顺利实施；另一方面，在探测任务之外，还需要进行行星科学的长远规划，加强基础研究的前瞻布局，鼓励科学家开展自由探索，完善人才梯度建设，力争实现行星科学理论的重大突破，提升我国的国际影响力。此外，受访者认为的突出问题还包括：③ 对原创保护不足（46.28%），导致无法吸引更多科学家积极参与相关任务论证；④ 数据样品共享不足（39.18%），限制了行星科学研究产出能力；⑤ 教育体系不完善（41.49%）,导致青年人才供应严重不足等（图4）。

为了解与会人员对25条建议的支持度，本研究将每个建议设置为5个选项的单选题，选项分别是：“非常需要”“需要”“一般”“不需要”和“完全不需要”。问卷支持度计算时，将5个选项分别赋予5—1分的分值，并计算每个选项的得分平均值（图5）。

调查数据显示，受访者认为的亟须改革前3个问题依次为：经费支持（4.75分）、关键技术预研（4.75分）和人才队伍建设（4.74分）。此外，任务规划和科学目标论证（4.70分）、平台设施建设（4.65分）、数据和样品管理（4.58分）、法律法规和环境建设（4.37分）以及国际合作（4.32分）分别排在第4到第8位。显然，前3项得分最接近5分，表明几乎所有的受访者都认为经费支持、关键技术预研及人才队伍建设是目前亟须解决的问题。最后2项得分虽然小于4.5分，但依然远大于“一般”的3分。也就是说，相对前6项改革建议而言，法律法规、环境建设和国际合作方面改革虽没那么紧迫，但依然是多数与会专家认为有必要进行改革的方面（图5）。

根据综合平均分得分的高低，我们可以遴选出受访者认为的最亟须实施的政策建议。为此，我们依据综合得分排序将25条具体建议分为3组（图5）：非常需要（前20%，5条）、需要（40%，10条）、一般（后40%，10条）。

受访者认为亟待实施的建议依次为：① 建议4，长远规划，分层次对长期、中期、短期关键技术进行布局（4.69分）；② 建议2，统筹开展载人和无人月球探测的科学目标论证，规划月球探测路线图，加强任务间的协同（4.60分）；③ 建议3，针对每台载荷，建立载荷科学家团队，全程参与科学目标论证、载荷研制、试验验证、数据分析和成果产出（4.60分）；④ 建议11，建立多元化科研评价标准，针对不同的工作性质，进行差异性分类评价机制（4.60分）；⑤ 建议16，明确行星科学的学科归属，稳定支持其基础研究，培育研究队伍，形成规模优势（4.59分）。

受访者认为需要实施的建议依次为：① 建议17，在探测任务中设立科学研究专项，保障探测任务科学产出（4.58分）；② 建议9，完善行星科学教育体系，加强本科生和研究生教育（4.57分）；③ 建议10，鼓励青年人才参与重大任务，设定年轻科学家在重大任务中的比例（4.57分）；④ 建议5，以目标为导向，公开征集和竞争，支持多种技术路线（4.56分）；    ⑤ 建议15，建立行星大数据平台（4.56分）；⑥ 建议1，建立白皮书制度，保护原创想法，鼓励全国各领域学者参与科学目标论证（4.52分）；⑦ 建议8，缩短数据和样品发布时间，存储机构及时解决用户提出的问题（4.52分）；⑧ 建议18，增加小型项目比例，鼓励小团队自由探索（4.52分）；⑨ 建议25，利用政策激励科学家积极参与科学普及和科学教育（4.52分）；⑩ 建议14，建立地外天体环境和空间模拟平台（4.50分）。

政策建议

加强行星科学的学科布局与管理，进行长远规划及稳定资助支持

受访者认为，当前我国行星科学最突出问题是学科划分与布局不明确，缺乏长期稳定的经费支持。例如，国家自然科学基金委员会在数学物理科学部和地球科学部分别设置了不同的一级和二级申请代码，这种分散的代码设置已经无法满足当前行星科学的发展需要，也与深空探测任务和行星科学研究突出的多学科交叉特点不相符。

建议调整相关申请代码设置，地球科学部统筹整合行星科学领域的基金申请，理由如下：①行星科学是地球科学向深空的自然延伸，随着航天和探测技术的进步，研究行星的思路和方法将越来越偏向地球科学；②调查结果显示，65.07%的受访者认为应当成立行星科学新学科，48.58%的受访者认为行星科学管理应当归属到地球科学部，36.17%的受访者认为应当归属到交叉科学部。

考虑到现阶段行星科学还处于起步阶段，整体研究队伍相对较小，将行星科学管理归属于地球科学部应当是当前最可行的举措。此举措不仅能对行星科学的发展形成稳定的支持，而且将鼓励地球科学工作者进入行星科学研究领域，充分发挥我国地球科学的学科优势，推动地球科学与行星科学的深度融合。

建立健全人才培养体系，改革评价机制，鼓励青年人才参与重大任务

行星科学的发展离不开人才队伍建设，但是由于我国行星科学才刚刚起步，教育体系尚未完全建立，目前我国的行星科学研究者均来自其他学科的延伸拓展，青年人才的培养也无法满足未来不断增长的工程任务和科学研究的需求。有41.49%的受访者认为，目前我国行星科学最突出的问题是，教育体系尚不完善，青年人才严重匮乏。建议尽快完善行星科学教育体系，加强本科生和研究生教育；同时，鼓励青年人才参与重大任务，设定年轻科学家在重大任务中的比例，用任务带动青年人才的培养，并增加小型项目比例，鼓励小团队自由探索，形成宽厚的人才基础。在未来若干年，要特别重视跨学科人才培养，重视科学和工程复合型人才培养，重视青年领军人才和科研团队的建设，早日建成我国行星科学高水平人才梯队，引领未来深空探测计划，推动我国早日成为行星科学和深空探测强国。

同时，行星科学既涵盖了自然科学的主要学科，又涉及诸多工程技术，因而成果的表现形式多样，通常难以被指标化和形式化。探测任务从论证到实施，研究周期长，合作范围广，需要科学家潜下心进行长期研究和攻关，很难在短时间内取得“短、平、快”的成果。行星科学重在原始性创新，制定评价标准时应本着鼓励探索、宽容失败的指导思想，鼓励“十年磨一剑”，引入中长期考评机制；深空探测工程的绩效评价则需要结合工程任务的需求，把关键技术创新的突破、重大工程的实现等要素作为主要的评价标准。尽快做到有效合理地配置科研资源，使人尽其才、物尽其用，向对月球探测任务作出重大贡献的团队及个人做出政策性倾斜。建议建立多元化科研评价标准，针对不同的工作性质，进行差异性分类评价机制，并利用政策激励科学家积极参与科学普及和科学教育，通过科教融合，实现行星科学人才可持续发展。

加强原创思想保护，数据和样品的共享，推动科学与工程的深度融合

行星科学解决深空探测“前后一公里”的问题，一方面牵引工程任务的论证，另一方面实现工程任务的科学成果产出。但是，有46.28%受访者认为，对原创想法的提出者保护不足导致未能吸引更多科学家参与任务论证，有39.18%受访者认为数据和样品共享力度不足，限制了科学产出，这说明科学研究与探测工程的融合还有待加强。

建议通过制度建设，推动科学与工程的深度融合，如：建立白皮书制度，保护原创想法，鼓励全国各领域学者参与科学论证；针对每台载荷都建立科学家团队，全程参与科学论证、载荷研制、试验验证、数据分析和成果产出；加强数据和样品管理的共享服务，促进更多科学家参与工程任务的科学研究。

统筹开展载人和无人月球探测的科学规划和论证，分层次长远布局关键技术

受访者还认为，我国行星科学研究由深空探测任务牵引，更多聚焦短期任务，缺乏长期的规划。未能充分发挥新型举国体制优势，综合各学科的专业人才进行团队间的项目交叉合作，形成强强联合的跨单位研究集群。在工程管理方面，我国的载人和无人月球探测分别由载人航天工程办公室和国防科工局两个部门主管，载人和无人探测任务间的协同和配合仍有提升空间。例如，在科学目标的论证和关键技术攻关方面，载人和无人任务之间存在不同程度的重叠或相似，如果能够将无人和载人探测任务更有效地协同和配合，不仅可以避免一些同质化的探测内容，而且可以利用各自的优势形成互补，更高效地实现重大成果产出。

建议组建一个由多领域专家组成的学术工作组或委员会，统筹开展无人和载人月球探测的科学目标论证，提出具有我国特色的月球探测路线图，加强任务间的协同和配合；同时，依据探测路线图和任务科学目标，统筹协调和整合关键技术攻关，长远规划，分层次对长期、中期、短期关键技术进行布局。

（作者：杨蔚、何雨旸，中国科学院地质与地球物理研究所；康晋霆，中国科学技术大学  地球和空间科学学院；陈瑞义，国家自然科学基金委员会、南京邮电大学  管理学院；程惠红、孙粒，国家自然科学基金委员会；邓攀，中国科学院  学部工作局；魏勇、林杨挺、李献华，中国科学院地质与地球物理研究所； 《中国科学院院刊》供稿）