國際背景和現狀：如火如荼

自1957?年第一顆人造衛星上天以來，人類將認識世界、改造世界的腳步踏向了地球之外。60?多年來，人類向宇宙空間發射了上百顆各類行星探測飛船，對太陽系各大行星、小行星、衛星、彗星等天體開展了各式各樣的探測，如“信使號”水星探測計劃、“MAVEN”火星探測計劃、“羅塞塔”彗星探測計劃、“朱諾”木星探測計劃和“卡西尼”土星探測計劃等。

當前國際行星科學探測方興未艾。未來還將陸續有“JUICE”木星計劃、“BepiColombo”水星計劃、小行星采樣返回計劃、月球基地建設等。除美國、歐盟、俄羅斯和日本外，印度也開展過對月球和火星的探測。行星科學探測，也引起許多非傳統航天大國的重視。例如，以色列現已開展了對月探測，而阿聯酋、韓國等國目前也在積極推進火星的探測計劃。

伴隨著飛船不斷探測，越來越多的行星“樣本”展現出了豐富多彩的大千世界。從行星的內部結構到外部太空環境；從行星的形狀、大小、運動等宏觀性質到行星的表面化學、粒子逃逸、磁能釋放等微觀物理過程；從極光、閃電、內部物質噴發（包括火山）等短時間尺度過程到行星內部結構和外部環境形成演化的長期過程；從行星環境變遷到生命在宇宙中的起源、演化和可能的星際傳播……人們對行星的不同圈層環境、不同時空尺度的物理過程，以及對生命演化等的認識也越來越深入。

對行星的探測，讓人們意識到，若想深入認識并理解地球的演變和宜居環境的形成，唯有對多“樣本”的行星作廣泛深入的比較研究。而僅依賴傳統地球物理學已然很難滿足當下對行星比較研究的需求，現今更需要的是一門能融合地球物理學、空間科學、大氣科學、物理學等多學科，并能對行星開展綜合性比較研究的新型學科。在此背景下，作為行星科學的重要研究方向之一，一門以研究包括行星空間環境、大氣環境、表面環境及內部結構等在內的行星多圈層物理過程的新興交叉學科——行星物理學，近些年來在國際上正迅速形成和發展起來。

行星物理學的形成和發展也是行星探測計劃的必然需求。美蘇爭霸時期的行星探測計劃，主要以滿足太空競賽和政治需求為主。隨著行星探測技術的成熟，人們愈來愈依賴于具體科學目標來牽引行星探測計劃，行星探測也不再是簡單地“看一看，探一探”。近些年來，美國、歐盟、日本和印度所發起的一系列重大行星探測計劃都具有非常明確的科學目標。例如，日本已經發射了以研究金星大氣為主要科學目標的“拂曉”號探測飛船（2010?年發射）。而印度，2008?年發射了“錢德拉揚－1?號”（Chandrayaan－1）月球探測飛船，用以尋找月球表層和淺表層里的水；2013?年又發射了“曼加里安”號（Mangalyaan）火星探測飛船以研究火星大氣的成分和動力學過程。這些科學目標明確的探測計劃，不僅推動了行星物理學研究的快速發展，而且對行星物理學的知識和人才也提出了更高需求。

行星物理學目前使用的探測手段，不僅有多種地空光學遙感、飛船近距離繞飛探測，也有巡視車在行星表面的巡視探測和地震儀對行星內部結構的測量。這些探測手段，一方面促進各種尖端技術的快速發展（如各種極端物理條件下高性能儀器的研發、超遠距離通訊、定位等），另一方面也能夠帶動各類基礎、前沿科學研究（包括實驗室物理模擬、高性能計算、大數據分析、人工智能等）。對保障國家航天活動、深空探測工程，以及尋找地外資源、地外生命等，都有不可估量的作用。可以說，行星物理學的研究和發展不僅已成為當前世界各國綜合國力的角力場，也正成為衡量國家未來可持續綜合發展能力的重要指標。

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