空间天文学
空间科学研究的新进展
空间科学研究的新进展空间科学研究一直是人类探索宇宙奥秘的重要领域之一。
近年来，随着科技的发展和实验技术的提升，空间科学研究不断取得新的进展。
本文将介绍一些空间科学研究的新进展。
一、行星探测行星探测一直是空间科学研究的一项重要任务。
最近，很多新的行星探测任务进展顺利，为我们深入了解宇宙中的行星提供了宝贵的数据和经验。
在2018年，NASA的“发现之旅”探测任务成功到达了木卫二，这是人类第一次登陆卫星。
该探测任务发现了木卫二表面和地下存在的液态水，这表明了木卫二具有适宜细胞生存的环境条件，并且有望成为生命的孕育之地。
同时，欧洲空间局的“火星快车”探测任务也取得了一些新的进展。
该任务的“火星快车2”号探测器成功到达了夏普裂谷，这是一处显著的甲烷释放地点。
这一发现有助于我们进一步了解火星的大气变化，以及可能的生命来源。
二、宇宙磁场研究宇宙磁场一直是空间科学研究的热点之一。
宇宙磁场不仅影响了宇宙中的物质运动和行星演化，而且可能影响到地球上的生命。
因此，深入了解宇宙磁场的性质和机制非常重要。
最近，一项名为“天空光谱开发项目（SKA）”的国际合作在南非施工。
该项目将建设一座大型射电望远镜阵列，可以观测到更远的星系和更弱的信号。
这将有助于我们深入了解宇宙磁场的演化和结构。
同时，中国空间科学研究院的磁场探测任务“嫦娥5号”探测器也获得了成功，带回了月球上的一些磁场数据。
这些数据有助于我们进一步了解月球的演化机制和磁场构造。
三、引力波探测引力波探测是最近几年全球热门的科研课题之一，引力波的探测将有助于我们理解宇宙的性质和演化。
在2015年，美国LIGO探测器成功探测到了史无前例的引力波信号，这一发现为引力波探测的发展打下了坚实的基础。
近年来，不少国家和地区也加入了引力波探测的研究。
例如，印度计划建设一座大型引力波望远镜，欧洲空间局也在规划自己的引力波探测任务。
这些新的探测器将有助于我们更深入地了解宇宙极端物理学的性质和规律。
现代天文学及空间技术的展望
现代天文学及空间技术的展望天文学作为一门古老的学科，一直以来都被研究探讨，为人类的生活带来了诸多便利，观测天象来确定历法、划分四季、指领方向。
在望远镜诞生后，使天文学的发展更加的迅速，哈勃空间望远镜的出现让人们可以在更高的分辨率下观测同一物体，避免了诸多干扰。
愈来愈先进的天文观测技术让我们了解更多的天文知识，探索得更远，同时天文学家们对月球上建立月基天文台也是迫不及待，想要在更加准确的资料下为天文行业做贡献，同时天文学家也对世界本质进行了确定。
我国对天文事业也进行了大力支持和鼓励，天文学家们也不负众望，我国的天文学在世界上也处于顶尖水平，特色的望远镜技术也走在世界的前段。
天文学是一个比较复杂的话题，对于天文学的认识，在很古老的时代就有人研究了。
天文学拥有着奇幻般的面纱，在古代，天文学一直都是一个高深莫测的学科，当时更多的都是对星空的观察。
古代有着专门为观测星空而设置的观象台，古人对于星空格外的看重。
是以，涌现出一批观察星空的人而且为之做记载。
古人对于天体的观测追求着一些实际的作用，他们相信星空带给我们一些预示，素有“诸葛孔明夜观天象”，证实天体的变化可以推测部分事情的发生，所以更多的人对此产生了兴趣，这些人开始研究天体的相关知识，这一部分人利用部分信息用来历法建立、四季划分、指引方向等，而且世界上大多数文明古国都很早建立了天文台。
对于天体的探究，人们一直在对此做出努力，直到一次伟大的变革，更是加速了天体的研究速度。
1609年，伽利略建造的一架口径4.2厘米，长约1.2米的望远镜闻名于世。
伽利略用这架千里镜指向天空，获得了一系列主要的发明，今后天文学拉开了那迷人的面纱，这不再是肉眼察看的时期，而是乐成的进入了千里镜时期。
第一架望远镜的诞生让人们可以更加轻松的观测天体，但是还是不能够看清楚更远的事物，于是人们开始思索如何可以看得到更远，于是1611年，德国天文学家开普勒利用两片凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，于是人们继而使用这一开普勒式望远镜。
天文学中的时间与空间
天文学中的时间与空间天文学是研究宇宙、天体、宇宙现象等方面的科学。
它是一门古老而又现代化的科学，追溯到古代人类开始对星野的观察，到如今人类能够通过高科技手段观测到更广阔的宇宙。
然而，天文学中最基础也最重要的概念却是时间和空间。
本文将从这两个方面入手，探讨天文学中有关时间和空间的基础知识。
时间在天文学中，时间是最基本的参数之一，因为天文学研究的对象一般是距离人类地球很远的天体，它们的运动需要时间来描述和预测。
所以，天文学家需要更准确的时间标准，而我们普通人熟知的24小时的日来自于地球自转，这样的时间标准对于地球上的生活而言可能已经足够了，而天文学家需要更加精确准确的时间来源。
在天文学中，精确的时间标准来自于原子钟。
准确的原子钟是由一个非常稳定的原子振荡器，例如氢、铯或铷原子，在精细的信号处理和计算机程序的帮助下，使振荡器的时间性能稳定到纳秒级别，这样的时间标准已经被广泛应用于天文、导航和通信等各个领域，特别是在空间技术方面。
在天文学中，还有一个重要的概念是星历。
星历是描述太阳系中行星、卫星和彗星等天体的位置与轨道的数学描述。
因为天体的运动涉及到时间和空间两个因素，不同的星历可以根据现有的观测数据进行计算。
虽然星历同样涉及到时间的因素，但我们不能将它与时间标准混淆，星历的计算方法虽然与原子钟等相似，但它并不依赖于原子振荡器的精度。
空间在天文学中，空间的概念十分重要，因为天文学主要研究的对象都在宇宙空间中。
在天文学中，一个天体的位置和运动状态需要通过位置矢量来表示。
位置矢量是描述天体位置的数学描述，其包括天体的三维空间坐标和速度，也就是天体在X、Y、Z三个坐标轴上的位置，以及在这三个方向上的速度。
在天文学中，天体位置的确定使用的是赤道坐标系。
赤道坐标系是一种基于天球表面的坐标系，天球表面是经过地球北、南极和太阳的昼夜平分线的想象球面。
赤道坐标系是以天球表面上的东西方向为基准，以地球的赤道为坐标中心。
在赤道坐标系中，可以用赤经和赤纬来确定天体在天球表面上的位置，赤经用于表示天体在东西方向上的位置，赤纬用于表示天体在南北方向上的位置。
关于天文学属于什么学科介绍大全
关于天文学属于什么学科介绍大全天文学属于什么学科天文学内容包括天体的构造、性质和运行规律等，主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。
在天文学发展历史中，随着研究方法的改进及发展，先后创立了天体测量学、天体力学和天体物理学。
天文学的学科分类：1、按照研究方法，天文学可分为：天体测量学、天体力学、天体物理学、天文技术与方法。
2、按照观测手段，天文学可分为：光学天文学、射电天文学、红外天文学、空间天文学、3、其他更细分的学科：天文学史、业余天文学、宇宙学、星系天文学、超星系天文学、远红外天文学、伽马射线天文学、高能天体天文学、无线电天文学天文学专业的就业方向事实上，天文学确实是一个比较难的学科，学习过程要求严格，很苦很累。
没有坚定的兴趣和情怀是常常坚持不下去的。
但是如果你热爱的话，会收获很大很满足。
天文学专业的就业方向有：1.进入交叉学科相关部门、企业工作就业。
天文学专业与航空航天、测地、国防等应用型学科属于交叉学科，而这些学科的相关企业单位，每年对于优秀的天文学专业毕业生也有较大的需求。
学生毕业后可以选择到这些地方工作就业。
2.进入科技类杂志社、出版社、网站等从事编辑类工作就业。
天文学专业在本科阶段非常注重培养学生的资料收集、海量数据处理以及过硬的计算机操作能力。
3.进入中等学校从事自然科学教学或进入科技馆、博物馆从事社会教学工作就业等。
这些单位现在对于在专业领域有较强能力的人才也有大量需求。
如何选择自己的大学专业1.选择感兴趣的专业学生在进行专业选择时，要选择自己感兴趣的专业，但也不能只依靠兴趣。
在没有完全了解专业的前提下，很多学生误以为自己感兴趣或者不感兴趣，所以要先了解清楚专业内容。
2.选择有能力学习的专业要分析自己的水平将来是否能在专业相关的岗位上取得发展空间，能否有好的就业机会，能否学习好这门专业课。
天文学有哪些分支学科
天文学有哪些分支学科目前，从观测手段上来看，天文学已发展成光学天文学、射电天文学和空间天文学3个分支学科。
从前面的内容我们知道，天文学的主要实验方法就是观测。
随着社会的进步及科技的发展，天文观测的手段越来越丰富，也越来越先进。
在远古科技不发达的时候，人们进行天文观测都是用人眼来进行的。
直到望远镜发明以后，人们才开始逐步利用仪器的大量观测结果来确定天体的位置、分布和运动。
业创兰主持选定并建成的北京天文台兴隆观测站，现今斯天文台从事光学天文学是实测天体物理学的重要组成部分。
它是利用光学仪器来观测天体的形态、结构，研究它的化学组成和物理状态。
1609年，伽利略使用望远镜观测天体，开创了现代光学天文学，并通过它不仅史无前例地绘制出了完整的月面图，观测到了金星的盈亏，还看到了太阳黑子，并证明银河是由恒星组成的。
现在，生产力的发展和科学技术的进步越来越快，天文学家不断发现新的天体，天文现象也越来越多，这些都跟光学望远镜的不断完善和提高有着很大的关系。
而分光学在天文观测中的作用，在基尔霍夫解释吸收线产生的原因之后，就更加明显和重要了。
人们不但能通过观测来测定天体的温度、密度、压强等一些物理特性，而且还能通过研究得到天体化学成分的一些数据。
通过观测天体的无线电辐射来研究天文现象的叫射电天文学。
因为会受到地球大气的影响，所以地面射电天文的观测研究只能在波长1毫米～30米的波段间进行。
射电天文学研究的内容与光学天文学差不多，比如探讨天体的物理状态、化学组成和演化过程等。
过去，我们看到的只是天体的光学形象，而无线电则是射电天文学给我们的另一个惊喜。
因为无线电波可以穿过光波通不过的尘雾，那些通过光学方法看不到的地方在无线电出现以后就再不是难题。
对于历史悠久的天文学而言，射电天文学用一种崭新的手段，为天文学开拓了新的园地，空间天文学随之兴起。
人们对空间天文学的研究开始于20世纪40年代。
空间天文学的观测和研究是在高层大气和大气外层空间区域进行的，它突破地球大气的障碍，扩展了天文观测波段。
空间科学中的主要研究方向
空间科学中的主要研究方向空间科学是一门研究宇宙的学科，其主要涉及天文学、天体物理学、宇宙化学、宇宙生物学等学科。
空间科学的研究范围非常广泛，目前，空间科学主要研究方向包括太阳系探测、星系和星系演化、暗物质和暗能量、宇宙学、引力波探测等。
本文将对这些主要研究方向进行介绍。
一、太阳系探测太阳系探测是空间科学的重要研究领域之一，其目的是探索太阳系的各个成分和结构，如行星、卫星、彗星、小行星等。
太阳系探测可以通过探测器进行，在探测器的带领下，我们可以深入了解太阳系中一些神秘的物体和现象。
太阳系探测的研究也为人类认识宇宙提供了很多信息和数据。
二、星系和星系演化星系是宇宙中恒星、星云、星际气体等宇宙组成部分的集合体，是宇宙最基本的组成单位之一。
星系和星系演化的研究是空间科学重要的研究方向之一，其探索宇宙中的大规模结构、星系结构和进化规律。
近年来，这个领域的研究得到了更加深入地开展，如HST 和 JWST等具有空前的观测能力的望远镜已经可以将我们带入到更深的宇宙中去，看到了更多更为美丽的星系。
三、暗物质和暗能量暗物质和暗能量是近年来空间科学领域中重要的研究方向之一。
暗物质和暗能量的存在可以解释宇宙学中很多的难题和现象，包括引力天平失衡、星系中的自转、宇宙背景辐射等。
暗物质和暗能量对我们认识宇宙的运动特征和结构演化有着重要的影响，因此这个领域的研究备受关注。
四、宇宙学宇宙学是空间科学研究领域中最为引人注目的方向之一，它主要研究宇宙起源、演化、结构、组成等问题，在科学哲学上更具有较高的意义。
在过去的几十年里，宇宙学得到了飞速的发展，其发现的许多现象已经推翻了传统的宇宙学理论，并给我们带来了极大的启示。
我们之后能否深入研究宇宙的演化，需要继续聚焦这个领域进行深入研究。
五、引力波探测引力波是由于星体运动或碰撞而产生的能量波动，是广义相对论的预测之一。
2015年9月，美国天文学家利用引力波探测器直接探测到了引力波的信号，这标志着引力波探测开启了全新的天文学时代。
天文学和空间科学的基本概念和方法
天文学和空间科学的基本概念和方法1. 天文学的基本概念1.1 宇宙和天文宇宙是指包括一切存在的空间、时间和物质的总和。
天文则是研究宇宙中一切天体的学科，包括星体、星系、行星、小行星、彗星、流星等。
1.2 天体天体是宇宙间的物质存在形式，包括恒星、行星、卫星、小行星、彗星、星云、星际尘埃等。
1.3 恒星恒星是由等离子体（主要是氢、氦等元素）组成，通过核聚变反应产生能量的天体。
恒星的质量、亮度和温度不同，分为不同的光谱类型。
1.4 星系星系是由恒星、行星、气体、尘埃等组成的大型天体群，具有引力束缚。
我们所在的银河系就是一个星系。
1.5 行星行星是绕恒星运行的、没有发光能力的天体。
行星必须满足特定的标准，如质量、轨道、表面特征等。
1.6 太阳系太阳系是由太阳和围绕它运行的行星、卫星、小行星、彗星等组成的天体系统。
2. 空间科学的基本概念2.1 空间探索空间探索是指人类利用各种航天器，进入空间进行科学实验、技术试验和资源开发的活动。
2.2 航天器航天器是人类制造并送入空间的各种飞行器，包括卫星、载人飞船、探测器等。
2.3 卫星卫星是绕地球或其他行星运行的人造天体，可以用于通信、导航、气象、地球观测等。
2.4 载人航天载人航天是指将航天员送入太空，并在太空中进行各种活动的活动。
我国的神舟系列飞船就是载人航天项目。
2.5 行星探测器行星探测器是人类制造并发送到其他行星进行探测的航天器。
例如，美国的火星探测器好奇号和毅力号。
3. 天文学和方法3.1 观测天文学的观测包括光学观测、射电观测、红外观测、X射线观测等。
观测手段有地面望远镜、空间望远镜、无线电望远镜等。
3.2 理论天文学的理论研究包括恒星物理、宇宙学、行星科学等。
理论研究需要运用数学、物理学等学科的知识。
3.3 技术天文学的技术包括望远镜制造、数据处理、航天器设计等。
技术发展对于天文学的研究具有重要意义。
3.4 实验天文学的实验主要是在地面实验室和空间实验室进行的。
空间天文观测和分析技术
空间天文观测和分析技术是天文学的重要组成部分。
在过去的几十年里，随着技术的不断提升和新仪器的不断推出，天文学家已经能够观测到更远更深的宇宙，收集到更多的天文数据，并从中探索出许多有趣的现象和规律。
本文将从观测设备、数据处理、虚拟天文学三个方面来介绍的一些进展和应用。
一、观测设备空间天文观测需要用到各种精密的设备，如望远镜、光谱仪、成像仪等。
这些设备需要能够在极端的温度、压力和辐射环境中正常工作，并且需要具备高精度的定位和跟踪能力。
在过去的数十年里，人们已经研制出了一系列能够在太空中工作的天文观测设备，例如哈勃空间望远镜、普朗克卫星、斯皮策太空望远镜等。
哈勃空间望远镜是一个历史性的天文观测设备，它于1990年发射并进入轨道。
哈勃望远镜能够观测到远离地球上千万光年的星系，揭示出宇宙的演化史和星系的形成、演化过程。
普朗克卫星则是一种测量宇宙微波背景辐射的设备，它于2009年发射并进入轨道。
普朗克卫星的数据显示，宇宙微波背景辐射的温度呈现出非常均匀的分布，但在微小的尺度上存在着极微小的非均匀性，这些非均匀性可能是宇宙大爆炸后形成的原初密度波造成的。
斯皮策太空望远镜是一种红外线望远镜，它用于观测太空中的行星、恒星、星系和星云等天体。
斯皮策望远镜的观测数据帮助我们深入了解了许多天体的物理特性和演化史。
例如，斯皮策望远镜观测到了海王星的大气层中存在着巨大的暴风，风速可达每小时1000公里以上，这是太阳系中最强的气旋风暴之一。
二、数据处理在观测到天文现象之后，科学家需要对观测数据进行处理和分析，从中提取出有用的信息和规律。
随着计算机技术的飞速发展，数据处理的速度和精度也得到了极大地提升。
在天文学家的工作中，数据处理和分析涉及到许多领域，如图像处理、信号处理、统计学和数学建模等。
例如，在对宇宙微波背景辐射数据进行处理和分析时，科学家需要利用图像处理技术将数据处理成一个一个的图像块，并且对这些块进行比较和拟合，以找出其中存在的非均匀性和规律性。
到月球上去开展天文观测和研究
到月球上去开展天文观测和研究空间天文学的诞生和发展人造卫星和各种宇宙飞船的成功发射是本世纪最重大的科技成就之一，它对许多学科和技术领域产生了前所未有的巨大推动作用，其中就包括天文学这门古老的学科。
由于地面天文观测要受到地球大气的各种效应和复杂的地球运动等因素的严重影响，因此，其观测精度和观测对象受到了许多限制，远远不能满足现代天文研究的要求。
为了从根本上克服上述不利因素的影响，天文学的一门新分支学科?空间天文学伴随着航天技术的迅速发展而诞生了。
自1957年10月4日世界上第一颗人造地球卫星上天后，美国于1960年发射了第一颗天文卫星"太阳辐射监测卫星1号"，对太阳进行紫外线和X射线观测。
此后，世界各国又相继发射了许多天文卫星和用于天文研究的各种星际飞船，大大丰富和扩展了人类对宇宙和各类天文现象的认识。
从发射近地轨道人造卫星，到"阿波罗"飞船载人登月、"乔托"飞船探索哈雷彗星，以及"先驱者号"和"旅行者号"飞船穿越整个太阳系的大规模、长时间的星际探测计划，天文学在许多重要研究领域内取得了辉煌的成果。
可以这么说，如果没有空间天文技术，就不可能有紫外天文、X射线天文和γ射线天文，甚至也不可能有今天成果丰硕的红外天文。
正因为如此，尽管空间天文耗资巨大，每次探测均需花费数亿甚至数十亿美元，但加入"空间俱乐部"的大部分国家却都在发射自己的第一颗人造卫星后的10年时间内就开始实施本国的天文卫星计划。
随着空间技术以及其他各种高技术的发展，人们如今已能相当有效地发射和操纵一些不算太小的天文卫星（或者说是绕地球作轨道运动的天文望远镜）。
从80年代末至今，最引人注目的天文卫星当推欧洲空间局的"依巴谷"卫星（1989年8月8日发射）、"X射线多镜面任务"望远镜（1999年12月10日发射），以及美国的"哈勃"空间望远镜（1990年4月24日发射）和"钱德拉X射线天文台"卫星（1999年7月23日发射）。
天文空间类学科
天文空间类学科
1. 天文学：天文学是研究天体和宇宙的学科，包括天体的物理、化学、运动和演化等方面。
天文学家通过观测天体的辐射、光谱、光度等特征，以及研究天体的运动规律和宇宙的结构，来探索宇宙的起源、演化和未来。
2. 天体物理学：天体物理学是天文学的一个分支，主要研究天体的物理过程和现象。
它包括恒星、行星、星系、星云等各种天体的结构、组成、辐射机制和演化过程。
3. 宇宙学：宇宙学是研究整个宇宙的起源、结构和演化的学科。
它涉及到宇宙的大尺度结构、暗物质、暗能量、宇宙微波背景辐射等方面的研究，旨在揭示宇宙的本质和演化规律。
4. 空间科学：空间科学是利用航天器在太空中进行观测和实验的学科。
它包括空间物理学、空间天文学、地球科学等领域，通过研究太空中的物理现象、天体观测和地球环境等，探索宇宙和地球的奥秘。
5. 行星科学：行星科学是研究行星和其他天体的地质、化学、大气等特征的学科。
它包括行星的形成、演化、表面特征、大气层、磁场等方面的研究，以及探索行星系统的起源和演化。
这些学科领域相互关联，互为补充，共同推动着我们对宇宙的认识和理解。
通过天文空间类学科的研究，我们能够更深入地了解宇宙的奥秘，探索宇宙的起源和演化，以及地球在宇宙中的位置和角色。
关于空间科学发展的一些思考
* 通信作者修改稿收到日期：2022年7月22日① 詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope ，JWST ）由美国、欧洲和加拿大联合研制，主要开展红外波段的宇宙起源、星系演化等观测研究，目前已公布了首批科学成果。
② 哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope ，HST ）于1990年4月发射，主要开展光学波段（延伸至近红外和近紫外）的宇宙学、星系、黑洞及恒星等观测研究。
③ 斯皮策太空望远镜（Spitzer Space Telescope ，SST ）于2003年8月发射，主要开展红外波段的宇宙学观测研究。
④ 钱德拉X 射线天文台（Chandra X-ray Observatory ，CXO ）于1999年7月发射，主要开展X 射线天文学研究。
⑤ 康普顿伽马射线天文台（Compton Gamma Ray Observatory ，CGRO ）于1991年4月发射，主要开展伽马射线天文学研究。
专题：中国空间科学――战略与突破Space Science in China: Strategy and Breakthrough 引用格式：顾逸东. 关于空间科学发展的一些思考. 中国科学院院刊, 2022, 37(8): 1031-1049.Gu Y D. Thoughts on space science development. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2022, 37(8): 1031-1049. (in Chinese)关于空间科学发展的一些思考顾逸东*中国科学院空间应用工程与技术中心 北京 100094摘要 空间科学是利用空间飞行器探索宇宙和自然规律，开展特殊实验的大规模科学活动，为当代科学发展作出了重大贡献。
文章概述了国际空间科学的重大突破，分析了空间科学、载人探索活动的发展脉络和新趋势，回顾了我国空间科学近 20 年来的发展成就，总结了存在的问题和差距，强调空间科学的战略地位及其对我国科技、航天和国家长远发展的重要性。
天文学的科学分支
四、天文学的科学分支天文学是公认最古老的科学，但是近年来太空探测计划及空间望远镜不断有所进展，所以天文学也算是极为现代的一门科学。
按照传统的科学分类观念，应该根据它所研究对象的差异来区分。
但天文学的分支却比较特殊，它基本上是按历史发展和研究方法进行分类的。
当然，最终也涉及它们的研究对象──天体。
在天文学悠久的历史中，随研究方法的改进及发展，先后创立了天体测量学、天体力学和天体物理学。
1．天体测量学这是天文学中最先发展起来的一个分支，主要任务是研究和测定天体的位置和运动，并建立基本参考坐标系和确定地面点的坐标。
按照研究方法的不同，又分为下列二级分支。
（1）球面天文学为确定天体的位置及其变化，首先要研究天体投影在天球上的坐标表示方式，各坐标之间的相互关系及其修正，如地球运动和大气折射所造成的位置误差，这是球面天文学的研究任务。
（2）方位天文学对天体在宇宙空间的位置和运动的测定，则属于方位天文学的研究内容，它是天体测量学的基础。
依据观测所用的技术方法和发展顺序，又可分为①基本天体测量（精确测定天体的位置和自行，编制各种星表）；②照相天体测量（运用照相技术测定天体的位置，其优点是可直接测定较暗的天体的位置，并在同一种底片上一次测定许多颗恒星）；③射电天体测量（地面接收天体的无线电波并测量射电天体位置）；④空间天体测量学（飞出地球大气层以外进行测量）。
用上述方法把已经精确测定了位置的天体，作为天球上各个区域的标记，选定坐标轴的指向，在天球上确立一个基本的参考坐标系，用以研究天体在宇宙空间的位置和运动。
（3）实用天文学以球面天文学为基础，即以天体作为参考坐标，研究并测定地面点的坐标。
其中包括测定原理的研究、测量仪器的构造和使用、观测纲要的制定、测量结果的数据处理及其误差改正等问题。
根据不同需要，实用天文学又可分为①时间计量；②极移测量；③天文大地测量；④天文导航等。
（4）天文地球动力学是从研究地球各种运动状态和地壳运动而发展起来的一个次级分支。
天文学基本知识要点
天文学基本知识要点在探索宇宙的奥秘中，天文学为我们提供了无尽的知识和启示。
本文将介绍天文学的基本要点，帮助读者了解天文学的核心概念和重要知识。
1. 星系与宇宙星系是由恒星、行星、气体、尘埃等构成的庞大天体系统。
它们以引力相互吸引并保持稳定。
我们所处的银河系便是一个星系，其中包含了我们熟知的太阳系和其他恒星。
而宇宙则是包含所有星系的空间。
天文学家使用望远镜观测星系的分布和演化，以探索宇宙的起源和结构。
2. 天体运动天体运动是指行星、卫星、彗星等物体在空间中的移动。
地球自转和公转是其中最常见的例子。
地球自转导致日夜更替，而公转则决定了季节的变化。
此外，其他天体也有自己的运动规律，如行星沿椭圆轨道绕太阳公转，并遵循开普勒定律。
3. 恒星与行星恒星是由巨大的氢气云坍缩形成的光亮物体，其核心温度足以引发核聚变反应。
太阳就是一颗恒星。
恒星通过核聚变反应产生巨大的能量，并向宇宙中释放光和热。
行星则是绕恒星运行的天体，如地球、火星和木星等。
它们根据距离恒星的远近分为内行星和外行星。
4. 星际尘埃和星际介质星际尘埃是宇宙中微小的物质颗粒，形成于恒星的爆炸、碰撞和行星形成等过程中。
它们散布在整个宇宙中，对光的传播和星系的形成有重要影响。
星际介质则是宇宙中分布的气体和等离子体，对星系的演化和恒星形成起着关键作用。
5. 宇宙大爆炸和宇宙微波背景辐射宇宙大爆炸理论认为，宇宙起源于一个极其炽热和致密的初始状态，随后经历了膨胀和冷却的过程。
这个理论通过对宇宙微波背景辐射的研究得到了证实。
宇宙微波背景辐射是宇宙中剩余的宇宙辐射，具有均匀分布和辐射均匀度高的特点。
6. 星系演化和宇宙结构天文学家通过观测和模拟研究，揭示了星系演化的过程和宇宙结构的形成。
星系演化涉及星系形成、星系合并和恒星形成等过程，而宇宙结构则包括星系团、超星系团和宇宙大尺度结构等层次。
7. 黑洞和引力波黑洞是宇宙中极其密集的天体，其引力非常强大，甚至连光都无法逃离它们的吸引力。
天文学中的时间与空间关系
天文学中的时间与空间关系天文学是研究宇宙和天体的科学，时间和空间是天文学的两个核心概念。
时间是一个基本的物理量，而空间是时间与物体位置的结合。
在天文学中，时间和空间的关系非常紧密，成为研究宇宙和天体的必要工具。
时间与空间的关系时间和空间是不可分割的整体，无法独立存在。
在天文学中，时间与空间的关系可以用三维坐标系来表示。
三维坐标系是一种数学模型，可以用来描述物体在三维空间中的位置。
其中，时间轴就是第四维，用来表示时间的变化。
在三维坐标系中，每个点都有一个空间坐标和一个时间坐标。
装配到一起的坐标形成了时间与空间的关系。
天文学中最常用的坐标系是时角-赤纬坐标系和黄道坐标系。
时角-赤纬坐标系是国际上通用的天球坐标系，它是以地球的自转轴和天球的极点为基础进行建立的。
在这个坐标系中，地球的表面视为一个在天球上滚动的球面，在这个球面上绘制出赤道圈和地球自转轴的交点。
赤道圈分为24个时区，每一个时区称为一个赤经区，每个赤经区包含15度。
通过对地球自转轴造成影响的赤经区来表示时角，通过天体在赤道圈上的位置来表示赤纬。
黄道坐标系是以太阳在天球上的轨迹和黄道圈为基础进行建立的坐标系。
在这个坐标系中，太阳在天球上的轨迹称为黄道，黄道分割为12个星座，每个星座分别对应一个月份。
太阳在黄道上的位置用黄经来表示，黄经按照春分点为0度，按照黄道运动方向为正向。
天文学中的时间概念在天文学中，时间是研究宇宙和天体运动的关键要素。
通常使用天文学时刻来表示时间，在天文学时刻中，时、分、秒不是用十进制表示，而是用六十进制表示。
六十进制类似于我们现在用的时、分、秒制，但不同之处在于六十进制中，每个单位被划分为60份，而不是10份。
这是因为在古代，人们已经发现并使用了六十进制的计数法。
天文学时刻通过一个特定的公式与我们现行的普通时间（也就是准确的世界时或原子时）之间的关系。
普通时间是基于地球自转周期的，而天文学时刻基于星体位置的运动来计算。
太阳物理学与空间天文学
太阳物理学与空间天文学太阳，作为我们宇宙中最为重要的恒星之一，一直以来都备受科学家们的关注。
太阳物理学与空间天文学是研究太阳及其周围空间环境的科学领域。
在这个领域中，科学家运用各种观测手段和理论模型，深入探索太阳的内外结构、恒星活动以及与地球的相互作用。
本文将逐步介绍太阳物理学与空间天文学的一些关键课题以及研究中获得的一些重要成果。
首先，让我们来了解一下太阳的内部结构。
太阳是一个由氢和氦等气体组成的巨大热核聚变反应堆。
太阳内部的温度高达数百万摄氏度，这种高温使氢原子核相互碰撞而发生聚变反应，从而产生大量的能量和热。
科学家通过观测太阳的振动来研究太阳内部的运动和结构。
他们发现太阳内部存在着丰富的磁场以及传播的声波和重力波，这些波动提供了解太阳内部结构的有力工具。
在太阳物理学中，太阳的大气层也是一个重要的研究对象。
太阳大气层可以分为多个层次，其中包括光球、色球和冠层。
光球是太阳能量释放的主要地区，这里的温度高达数千摄氏度，形成了我们所看到的太阳表面。
而色球和冠层则是太阳大气层的上层部分，其温度高达数十万至数百万摄氏度，是太阳活动和爆发的主要地区。
科学家通过观测太阳的光谱和磁场来研究太阳大气层的活动，例如太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射等。
这些活动不仅是太阳物理学的研究重点，也对地球磁场和宇宙射线等产生了重要影响。
除了研究太阳内外结构，太阳物理学还涉及研究宇宙中的其他天体。
例如，太阳系行星、彗星和小行星等天体的研究都与太阳物理学密切相关。
科学家通过观测这些天体的轨道和物质组成，来了解它们是如何形成和演化的。
此外，太阳物理学还与星系和宇宙学等学科交叉，研究星系形成和演化的规律以及宇宙母体——宇宙射线与高能天体等之间的相互作用。
在探索太阳物理学和空间天文学的过程中，科学家们提出了多种理论模型来解释太阳活动和宇宙现象。
例如，针对太阳黑子的形成和变化，科学家提出了磁涡流理论和磁绳理论等不同的解释模型。
另外，著名的科学家哈勃和爱因斯坦等在宇宙学领域提出了相对论和宇宙膨胀的理论，这些理论对宇宙的性质和演化有着重要的指导意义。
走向2030:中国空间天文的发展与展望
走向2030：中国空间天文的发展与展望
方陶陶
【期刊名称】《人民论坛·学术前沿》
【年(卷),期】2017(000)005
【摘要】天文是人类认识太空、探索宇宙的一门科学,而空间天文则侧重于利用空间观测设备来对太空和宇宙进行科学研究.本文首先介绍了国际上天文的发展,以及现代天文学科学研究的主要方向和核心问题.其次,侧重于介绍我国空间天文的发展,并以搜索失踪的重子问题为例介绍若干空间天文研究的重点方向.最后,介绍我国天文机构对空间天文的研究和支持,以及对今后发展的展望.
【总页数】9页(P4-12)
【作者】方陶陶
【作者单位】厦门大学天文学系
【正文语种】中文
【中图分类】P17
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十八空间天文学1 空间天文学简史空间天文学，是利用空间飞行器在地球高层大气中和大气层外进行天文观测与研究的一门学科。
它诞生于20世纪40年代，早期观测以平流层飞机、气球和火箭作为运载工具。
1957年人造卫星上天后，空间天文获得迅猛发展，一跃成为天文学的一门新兴分支学科。
随着运载技术的发展，载人飞船、航天飞机、空间站都成为空间天文探测的主要运载工具；随着科学技术的进步，现代物理一批实验方法和设备，如核物理实验技术、摄影技术、光电技术、光学技术、红外探测技术等不断用于空间天文；随着探测技术的进步，属于空间天文范畴的一些新兴学科——空间红外天文学、空间光学天文学、紫外天文学、X射线天文学和γ射线天文学，雨后春笋般地出现并且迅速发展起来。
如今，空间天文学的研究范围几乎涉及天文学一切领域，行星和行星际探测、太阳物理、恒星和星系辐射以及高能天体物理等都在它研究之列。
在行星考察、日地关系、太阳物理、恒星物理和星系演化以及中子星、脉冲星和黑洞的研究中取得惊人的成绩。
2 空间光学天文学从伽利略用望远镜进行天文观测起，到射电天文学的兴起，光学观测一直是天文观测唯一手段。
但是，由于地球大气的反射、折射、散射和抖动，严重影响着地面光学天文观测。
人造卫星上天为天文学革命开辟了宽阔的道路，随即诞生了一门崭新的天文学分支学科——空间天文学，光学观测也开始由地面走向空间。
◆天体测量卫星随着空间探测手段的进步，光学望远镜也搬上了“天”。
第一个进行空间光学观测的是欧洲空间局的天体测量卫星——伊巴谷（见下图），它于1989年8月发射，目的是测量恒星视差和自行。
经过四年飞行，圆满完成了所有科学探测任务，于1993年8月15日停止工作。
四年飞行获得了全天一百多万颗亮度暗到11等的恒星与一万多个非恒星天体的星图。
◆哈勃空间望远镜在空间光学天文卫星中，最著名的是“哈勃空间望远镜”，它是1990年4月25日由美国“发现号”航天飞机部署到轨道的，哈勃空间望远镜是一架经典光学望远镜，长度13.3米，直径4.3米。
望远镜主镜是卡塞格林式反射望远镜，口径2.4米，能在光学、紫外和红外等多个波长范围工作。
同地面大望远镜相比，它的口径虽然不算大，但由于它在大气层上面观测，摆脱了大气的束缚，具有空间分辨率高和天光背景暗的突出优点，加上它带有广角行星照相机，可同时拍摄百万颗恒星照片，拍摄的照片比地面天文望远镜拍摄的清晰十多倍等良好性能，成为当代最精良的天文观测设备。
通过在轨道上的四次大修，它成功地观测了19年，完成了88万多次宇宙观测，对2.9万个宇宙天体拍摄了57万多张照片，传回了5万张高质量的精美图片，采集到39万亿比特科学数据，它取得的数据足以堆满两个美国国会图书馆。
哈勃空间望远镜还创造了许多太空观测奇迹：如发现了黑洞存在证据，探测到恒星和星系的早期形成过程，观测到目前人类所能触及的最遥远——距离地球130亿光年的古老星系。
利用这些观测资料，天文学家提出7500多份科学研究报告。
并且取得12项最重大的科学发现：（1）证实了暗物质的存在。
（2）探测到冥王星卫星。
（3）探测到类星体明亮的光线。
（4）观测到彗欧空局天体测量卫星——伊巴谷星撞击木星的过程。
（5）宇宙在加速膨胀。
（6）探测到星系形成的全过程。
（7）在可见光范围内探测到第一颗地外行星。
（8）“称量”了超大质量黑洞。
（9）观测到宇宙中最强烈的爆炸。
（10）探测到行星在恒星尘埃盘里诞生。
（11）观测到恒星壮观地死亡过程。
（12）发现宇宙年龄为130亿年。
这些观测对世俗文化有着极大的冲击力，对人类建立新的宇宙观有着极重要的影响。
3 其他波段的空间天文学空间天文学的优点在于充分发挥了各种电磁波在天文观测中的作用，使一些在地面观测不到的天体辐射得以在空间探测。
微波、红外辐射、紫外辐射、X射线和γ射线就是这样一些电磁波。
◆微波背景辐射的探测从理论上推测，宇宙起源于一次大爆炸，大爆炸应当残留有温度为几开的背景辐射。
这一推测被美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊的发现所证明，这个发现叫做“宇宙微波辐射背景”。
1989年11月升空的微波背景探测卫星(COBE)对此作了很好的测量，结果证实：银河系相对于背景辐射有一个相对的运动速度；宇宙背景辐射具有高度各向同性，温度涨落的幅度只有百万分之五左右。
2003年，美国又发射了“威尔金森微波各向异性探测器”（WMAP）对不同方向上宇宙微波背景辐射的涨落进行了测量，这个探测器取得一系列重要成果，指出宇宙年龄是137亿年:在宇宙的组成中，4%是一般物质，23%是暗物质，73%是暗能量；宇宙目前的威威尔金森微波各向异性探测器膨胀速度是71千米/每秒．每百万秒差距；宇宙空间近乎是平直的；它经历过一个暴涨的过程，并且会一直膨胀下去。
◆空间红外天文学红外天文学是利用0.7微米至1毫米波长的红外辐射研究天体的一门学科。
红外辐射通常分为三个区：近红外区(0.7～3微米)、中红外区(3～30微米)和远红外区(30～1000微米)。
红外辐射是热辐射，温度在4000℃以下的天体，辐射主要在红外区。
红外辐射是观测周围有宇宙尘埃天体的最有效手段。
在红外波段还有许多重要分子谱线，许多河外天体在远红外波段有较强的辐射，所以红外天文学是实测天文学的一种很重要的工具。
地面红外天文观测，虽然历史较久，但地球大气中水汽、二氧化碳、臭氧等分子，对天体的红外辐射有强烈吸收，只有短波红外“窗口”允许在地面观测，在“窗口”以外的天体红外辐射则须在空间测量。
另一方面，地球大气不仅吸收天体的红外辐射，而且它本身也有一定的温度，也是一定的红外辐射源。
大气热辐射对于红外探测，特别是对波长大于5微米的探测，会造成极强的背景噪声。
为了摆脱大气的影响，中、远红外天文探测常用灵敏度高的红外天文仪器在空间探测,并且事先要对仪器进行冷却。
用作空间红外测量的运载工具有飞机、气球、火箭和人造卫星，其中气球用得较多。
迄今为止，专门用作红外探测的人造卫星只有三颗：美国、荷兰和英国在1983年发射的“国际红外天文卫星”,欧空局发射的“红外空间天文台”以及 2009年12月14日美国发射的“大视场红外探测器”。
除此以外，哈勃空间望远镜在红外探测方面也取得非常出色的成绩。
在1971～1972年美国曾经7次用火箭在波长4微米、11微米和20微米上进行过巡天探测，探测了79％的天空区域。
在 4微米波长上探测到2507个红外源，在11微米上探测到1441个红外源，在20微米上得到873个红外源。
到目前为止，已探测到各类天体的红外源，其中包括太阳系天体、恒星、电离氢区、分子云、行星状星云、银核、星系、类星体等。
除了红外源，还探测了红外背景辐射，发现了新的星际分子谱线。
◆空间紫外天文学一般称100～4000埃的电磁辐射为紫外辐射。
其中3000～4000埃的天体辐射可在地面测量。
在912埃以下的紫外辐射，由于电离能为13Gev的中性氢原子的强烈吸收而探测不到，因此空间紫外天文学实际上只限于研究912～3000埃之间的辐射。
轨道天文台-3号（OAO-3）紫外辐射是人类认识宇宙的一个新“窗口”，通过这个窗口获知许多重要的宇宙现象，了解到从恒星到星系各种尺度的活动性，从而“看”到了一个动态的不均匀的宇宙。
由于宇宙中最丰富的元素和分子都在紫外光谱上有特殊标识，而这些元素的原子和分子在宇宙中是很丰富的，因此天体紫外辐射的探测在决定宇宙特征方面有着特别重要的作用。
紫外探测出现得很早，1946年就开始用V-2火箭进行探测，1956年拍摄紫外单色像，1966年第一个紫外天文卫星系列的第一颗卫星——“轨道天文台-1号”（简称OAO-1）成功发射。
“轨道天文台”卫星系列的最后一颗卫星发射刚半年，“国际紫外探测者”就飞上了天，1992年6月美国又将“极紫外考察卫星”（EUVE）送入轨道。
紫外探测没有辜负天文学家的希望，它们为研究太阳上色球与日冕之间的过渡区活动与耀斑活动，为研究太阳系内行星和彗星，为研究各类恒星、星际分子，正常星系和特殊星系，提供了大量观测资料，为现代天文学发展做出了很大贡献。
◆X射线空间天文学X射线天文学是空间天文学的一个分支学科。
它以天体0.1kev～100kev❶的X射线为主要研究手段，其中0.1kev～10kev的X射线是热辐射，称为软X射线，10kev～100kev是非热辐射，叫做硬X射线。
X射线天文学既研究热辐射，也研究非热辐射。
它研究的天体包括太阳活动区、X射线双星、脉冲星、γ射线暴、超新星遗迹、活动星系核以及星系团周围的高温气体等。
由于地球钱德拉X射线望远镜及其拍摄的天文照片大气层对X射线不透明，所以观测天体X射线辐射只能在空间进行。
用于X射线探测的主要运载工具是空间飞行器，包括人造卫星、宇宙飞船和空间站等，其中著名的有“爱因斯坦天文台”和“钱德拉X射线望远镜”（见上图）等。
ev称为电子伏特，是一种能量单位。
1Kev=1000ev, 1Mev=1000Kev, 1Gev=1000MevX射线天文学是最早出现的空间天文学分支学科，最初的研究对象是太阳，1962年以贾可尼为首的观测小组发现来自天蝎座方向的强大X射线源以后，非太阳X射线天文学蓬勃发展起来。
20世纪70年代以来，不断有专门探测X射线的天文卫星升空，X射线探测器也不断更新，特别是掠射式X 射线望远镜的问世，极大地推动了X射线天文学的发展，目前已经探测到数以千计的X射线源，有些已编成X射线源表。
在探测的x射线源中，有X射线双星、中子星、脉冲星、黑洞、γ射线暴、超新星遗迹、活动星系核等，凡是属于高能天体物理领域的都在它的研究之列。
X射线在太阳活动区和耀斑研究中也发挥了主力军的作用。
今天的X射线天文学取得了光学天文和射电天文无法比拟的大量观测资料，使天文学研究领域得以大大拓展。
◆γ射线天文学光子能量比X射线更高的一种电磁辐射叫做γ射线，一般称100Kev～10Mev为低、中能γ射线，10Mev～100Gev为高能γ射线，100Gev以上的为甚高能或超高能γ射线。
在γ射线能量范围内研究天体辐射的天文学分支学科称为γ射线天文学。
其中100Gev以下的天体γ射线辐射，由于穿越地球大气层时，受到强烈吸收而不能在地面探测，只能借助高空科学气球和人造卫星等运载工具在空间探测；而100Gev以上的甚高能γ射线在地球大气层里会产生高能粒子簇射，形成大气契仑柯夫辐射，因而可以在地面测量。
所以，空间γ射线天文学实际上是研究100Kev～100Gev的天体γ射线辐射。
运用γ射线进行天文探测，研究天体高能辐射的性质和演化，探索宇宙中神奇玄妙的奥秘，已成为现代天文学的一个不可缺少的手段。
最早用作γ射线探测的卫星是“小型天文卫星-2号”（SAS-2），1981年4月由“阿特兰蒂斯号”航天飞机放进轨道的“康普顿γ射线天文台”使γ射线天文学的发展进入了一个新的历史时期。