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第19章 空间科学 宇宙离我们并不远（第2页）

- 日地全景：探索地球、太阳和日球层，揭示日地复杂系统、太阳与太阳系整体联系的物理过程与规律。包括地球循环系统、地月综合观测、空间天气探测、太阳立体探测、外日球层探测等方面。例如，空间天气的变化会对地球上的通信、导航、电力等系统产生影响，对空间天气的研究和预测可以帮助我们更好地应对这些影响。

- 宜居行星：探索太阳系天体和系外行星的宜居性，开展地外生命探寻。这不仅包括对行星的大气层、表面温度、水的存在等条件的研究，以判断其是否适合生命存在，还涉及对系外行星的探测和观测，寻找可能存在生命的星球。

- 太空格物：揭示太空条件下的物质运动和生命活动规律，深化对量子力学与广义相对论等基础物理的认知，包含微重力科学、量子力学与广义相对论、空间生命科学等方向。微重力环境下，物质的运动和物理、化学过程会发生变化，研究这些变化可以为材料科学、生命科学等领域提供新的理论和技术支持。

2. 研究方法：

- 载人航天实验：将宇航员送入太空，在太空环境下开展各种科学实验和技术试验，宇航员可以直接操作实验设备，进行复杂的实验操作和观测，并且能够根据实际情况及时调整实验方案。

- 无人探测器实验：使用无人探测器进行太空探测，例如探测行星、彗星、星系等。无人探测器可以到达人类难以到达的地方，进行长期的观测和探测，并且可以携带各种科学仪器，获取大量的科学数据。

- 卫星实验：利用卫星进行太空科学实验，例如卫星测量地球重力场、磁场、辐射带等。卫星可以在太空中长期运行，对地球和宇宙空间进行持续的观测和监测，为我们提供长期的科学数据。

- 空间实验室实验：在太空中建立空间实验室，进行各种科学实验和技术试验，例如研究微重力、生命科学等。空间实验室可以提供比卫星更稳定的实验环境，并且可以进行更复杂的实验操作和观测。

- 太空望远镜实验：使用太空望远镜观测宇宙，如哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜等。太空望远镜可以避免地球大气层对光线的吸收和散射，能够更清晰地观测宇宙中的天体和现象，为我们提供更精确的科学数据。

3. 意义和价值：

- 科学认知方面：空间科学的研究有助于人类深入了解宇宙的奥秘，更新人类的知识图谱。例如，通过空间科学卫星的测量，人类绘制了迄今最完整、最精确的银河系三维地图；通过对系外行星的探索改变了人类对自身在宇宙中所处位置的认知。

- 技术推动方面：空间科学的发展需要先进的技术支持，反过来也推动了技术的进步。对传感器、精密的光学仪器、高性能的探测器等的需求，促进了相关技术的研发和创新，这些技术也可以应用到其他领域，推动社会的发展。

- 实际应用方面：空间科学各领域的知识积累和成果转化会带动高新技术、新兴产业发展。太阳物理和空间物理研究、空间天气预报，对保障太空中的航天器和地面大型设施安全等具有重要作用；空间地球科学研究为预测和应对全球气候变化，解决资源、环境、污染、灾害等急迫问题提供科学依据和技术手段；空间生命科学研究将获得创新的生物材料、药物和医疗技术，提高农、林产业水平，促进人民健康。

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