把港大送上太空——空间研究实验室(LSR)与香港的卫星与天体物理学

香港大学(The University of Hong Kong, HKU)综合信息数据库 · 04 科研模块 本文档案港大空间研究实验室(Laboratory for Space Research, LSR)的创立背景、四大研究方向、已发射卫星、在轨及未来任务，以及与内地大学的合作生态。所有数字与来源均就地标注。

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港大空间研究实验室(LSR)是港大唯一专注太空科学的跨学科平台，自 2016 年创立以来已主导发射香港史上首颗科学卫星、牵头研发嫦娥七号国际载荷，并凭借晚期恒星演化研究组跻身 SciVal 全球第八^※（口径：SciVal 学科影响力指标，2025 年度数据）。

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# LSR 是哪一年、怎样建起来的？

香港大学空间研究实验室(Laboratory for Space Research, LSR)于 2016 年由天体物理学家、时任空间科学讲座教授孙国(Sun Kwok)创立，挂靠理学院，定位为「自主且跨学科的研究实体」（据 LSR「Who We Are」页^※）。孙国教授此前曾担任港大理学院院长(2006–2016)，于卸任院长后转任首届 LSR 主任(2016–2018)。2018 年起， 昆廷·帕克(Quentin A. Parker)教授^※接任 LSR 主任；Parker 于 2015 年从澳大利亚天文台(AAO)及麦觉理大学调入港大，专攻行星状星云与晚期恒星演化。LSR 的现任成员分布于理学院物理、地球科学及物理与天文学等部门，约 25 名研究人员（据 HKU 新闻稿 2019^※）。

同年（2018 年 10 月 15 日），LSR 在香港大学浙江研究院创新研究院（HKU-ZIRI，位于杭州临安）设立姊妹实验室，战略投入 港币 1,000 万元^※，专注太空卫星任务研发，并与浙江大学微卫星研究组——内地最顶尖的微卫星研究团队——正式签署合作备忘录（MoU 签署日期：2018 年 12 月 1 日，据 HKU 新闻稿^※）。Parker 教授同步被聘为浙江大学客座教授。

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# 「我们是星尘」：孙国留给港大的科学遗产

创立 LSR 之前，孙国已是行星状星云与晚期恒星演化领域的国际权威，并长期担任国际天文学联合会(IAU)星际物质分部与生物天文学委员会的领导职务。他在港大最广为人知的成果，是把「恒星如何制造有机分子」这个冷门课题，推成了关于生命起源的公共话题。

2011 年 10 月 26 日，孙国与博士研究员张泳(Yong Zhang)在《自然》(Nature)发表研究：弥漫于全宇宙、长期被归为「不明红外发射特征」(Unidentified Infrared Emission features, UIE)的物质，并非简单的多环芳香烃分子，而是同时含有芳香环状与脂肪链状结构的复杂有机化合物，其化学结构之复杂堪比煤与石油（据 HKU 新闻稿 2011^※）。更反直觉的是，这些复杂有机物由恒星在接近真空、无生命参与的条件下于数周内合成，再被抛入星际空间。孙国当时的说法是：「恒星要制造复杂有机化合物毫无困难。理论上这不可能，但观测上我们看着它发生。」（英文原文：「Our work has shown that stars have no problem making complex organic compounds under near-vacuum conditions. Theoretically, this is impossible, but observationally we can see it happening.」，据 同一新闻稿^※）

这项发现之所以被反复引用，在于它接上了一条更大的因果链：太阳系早期，彗星与小行星的持续撞击有可能把这类「星尘有机物」带到地球，为生命出现提供原料。孙国由此成为「恒星合成有机分子」这一交叉领域的开拓者之一，也把港大的名字与「我们由星尘构成」的叙事绑在一起。LSR 的晚期恒星演化组能延续到今天的全球排名，学术根基正来自孙国这一代人打下的观测与理论积累。

孙国把这套研究写成了一条面向公众的著作线。2011 年，他出版《宇宙中的有机物质》(Organic Matter in the Universe, Wiley)，这是天体化学这一新兴前沿的首部专著，系统整理了太阳系、恒星、星际空间乃至遥远星系中有机物的观测证据；2013 年再出《星尘：生命的宇宙种子》(Stardust: The Cosmic Seeds of Life, Springer)，把「恒星制造有机分子—星际播撒—落到地球」这条线索写成科普叙事（据 孙国著作目录^※）。他还把天文学开成港大通识核心课程(Common Core)，并据此写成教材《我们在宇宙中的位置》(Our Place in the Universe, Springer, 2017)——把「天文学如何一步步改变人类自我定位」讲给非专业学生（据 Springer 图书页^※）。这条从《自然》论文到通识课堂的路径，正是 LSR 后来重视公众参与与学生培养的先声；港大科研如何从实验室走向更广泛的社会影响，另见本站 科研产出概览。孙国于 2018 年卸任 LSR 主任后返回加拿大，现挂靠不列颠哥伦比亚大学。

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# LSR 研究什么？四大方向各有侧重

LSR 的研究版图涵盖四个相互交叉的方向，与本站其他档案中偏重传染病与病毒学的科研旗舰叙事形成明显互补——它不属于科技部评定的国家重点实验室体系（那一层架构见 institutes-and-labs.md），而是理学院自组、以太空为主轴的跨部门平台。

表内来源据 LSR 研究总览页^※与各子页。

行星科学组的独特之处在于实地样本研究：研究人员赴柴达木盆地——被称为「地球上最像火星的地方」——取样，用紫外、可见光与红外光谱仪分析矿物，以模拟火星宜居性评估（据 LSR 行星科学页^※）；还涉及金星雷达遥感，探讨金星是否曾有板块运动，反推地球早期构造史。

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# 行星科学组在火星上找什么？柴达木盆地的「地球版火星」

LSR 行星科学的一条主线，是把青藏高原北缘的柴达木盆地当成火星的天然实验室。这里干旱、盐碱、强紫外、昼夜温差极端，地貌与矿物都与火星高度相似，是国际公认的火星类比区(Martian analogue site)。该组成员、地球科学系副教授约瑟夫·米哈尔斯基(Joseph Michalski)长期研究火星黏土矿物与古宜居性——他的团队在柴达木西部发现了类似火星「脑状地形(brain terrain)」的脊-槽地貌，以及英雄岭一带可类比火星「坡纹(slope streaks)」的斜坡条纹，为理解这些火星地貌的成因提供地球对照（据 Michalski 港大教研主页^※与 LSR 行星科学页^※）。

方法上，LSR 建起了自己的紫外-可见光-红外光谱实验室，把柴达木采回的样本逐一测谱，比对火星轨道器与巡视器传回的光谱特征——目的是搞清火星地表富铁镁的蒙脱石类黏土是在什么水化学条件下形成的，进而反推火星早期是否具备维持生命的环境。这种「先在地球最像火星的地方摸清规律、再去解读火星数据」的路子，正好与前述天问三号「寻找火星生物标志」的国家任务目标对接：港大既提供解读样本的方法学，也争取分析真样本的机会。行星科学组的另外两位核心成员各有侧重——李盛华(Sheng Hua Li)主攻光释光测年与陨石，李文海(Man-hoi Lee)做系外行星与太阳系动力学，把「一颗行星如何形成、演化、能否宜居」的链条从太阳系延伸到系外。

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# 晚期恒星演化组为何能全球排第八？

LSR 的晚期恒星演化(Evolved Stars)研究组聚焦低到中等质量恒星（约 8 倍太阳质量以下）的最终演化阶段——行星状星云阶段：恒星核心收缩，驱动喷出物质被电离，形成壮观的彩色星云结构。据 LSR 晚期恒星演化页^※，该组在 SciVal 学科影响力指标中全球排名第八。

该排名的核心支柱是 HASH 数据库（Hong Kong/AAO/Strasbourg Hα Planetary Nebulae Research Platform，托管于 hashpn.space）：这是全球覆盖最全的银河系行星状星云综合数据库，功能涵盖筛选、浏览、可视化与下载。据 同页数据^※，数据库现有 超过 1,140 名注册用户，来自 超过 250 所大学与研究机构，覆盖 68 个国家。

Parker 教授在行星状星云发现数量上超越历史上任何一位天文学家，发表逾 571 篇论著（其中 278 篇经同行评审），累计引用 23,475+ 次,h 指数 71（据 2022 Gemini 奖报道^※）。

这份成绩背后有一个不常见的合作模式：专业-业余联合(pro-am collaboration)。2022 年，Parker 与一支法国业余天文学家团队合作，凭借十年间通过光谱逐一确认的 209 颗银河系行星状星云（约占 HASH 数据库当时收录 3,831 颗的 5%），荣获法国天文学会 Le Prix Gemini 2022 奖^※。业余爱好者用自制或小型望远镜在夜空里筛出候选天体，专业团队再用大望远镜的光谱把它们「坐实」为真正的行星状星云——这正是 HASH 数据库存在的意义：它把散落全球的观测、图像与光谱汇成一个可筛选、可下载的统一平台，让任何注册用户都能站在同一份数据上继续找。对一门「靠数量说话」的分支学科而言，一个开放数据库本身就是竞争力，这也是晚期恒星演化组能长期维持全球排名的软实力所在。

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# 高能天体物理：从费米气泡到多信使天文学

LSR 高能天体物理方向由副主任苏萌(Meng Su)主导。苏萌是费米气泡(Fermi Bubbles)的共同发现者之一——这对从银河系中心向南北各延伸约 10 千秒差距(kpc)的巨型γ射线泡状结构，于 2010 年通过费米γ射线太空望远镜数据首次发现——苏萌绘制出了第一批清晰勾勒气泡形状的地图。他与哈佛-史密松天体物理中心的 Douglas Finkbeiner、麻省理工的 Tracy Slatyer 三人，因此共获高能天体物理领域顶奖之一——2014 年布鲁诺·罗西奖(Bruno Rossi Prize)。费米气泡被视为银河系中心黑洞在数百万年前远比今日活跃的化石证据，苏萌近年的研究转向气泡如何膨胀、释放多少能量、内部高能粒子如何被加速。这条从纯天体物理走向月面观测的轨迹，也解释了他为何会主导下文的月山月轨立方星任务。

除费米气泡外，该组亦深度参与多信使天文学(multi-messenger astronomy)——即同时用电磁波、引力波、中微子、宇宙线等不同「信使」观测同一天体事件。该组为 LIGO 引力波事件 GW170817（2017 年首次探测到的双中子星并合）提供电磁对应体数据，并协助确认 IceCube 中微子事件 TXS 0506+056 对应的耀变体(blazar)来源（据 LSR 高能天体物理页^※）。这两起事件被视为多信使天文学的里程碑：前者让人类第一次「同时看见与听见」同一场宇宙碰撞，后者第一次把高能中微子追溯到具体天体。研究人员 Pablo Saz Parkinson 则专攻无射电脉冲星(radio-quiet pulsars)搜寻——这类只在γ射线波段发光、射电望远镜看不到的中子星，正是费米卫星数据的独特猎物。

该组的观测网横跨多个波段与台站：费米γ射线太空望远镜扫描全天高能γ射线；HAWC（位于墨西哥、海拔约 4,100 米的高海拔水切伦科夫望远镜）是目前在役最灵敏的宽视场 TeV 级γ射线望远镜；XMM-Newton 与 Chandra 两台 X 射线卫星则提供高分辨的 X 射线成像与能谱。把不同能段、不同信使的数据拼在一起，正是苏萌一组从费米气泡走向月轨探测、始终贯穿的方法论——用尽可能多的「信使」逼近同一个物理真相。

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# 港大有自己的卫星吗？「龙虾眼」的故事

有。2020 年 7 月 25 日，由南京大学与港大 LSR 联合主导的「龙虾眼 X 射线微卫星」(NJU-HKU No.1)搭乘长征四号乙运载火箭从太原卫星发射中心成功发射，初步信号接收确认入轨（据 LSR 官方公告^※）。这是港大史上首颗参与主导的科学卫星，也是全球首颗装备「龙虾眼」聚焦式 X 射线成像技术的在轨空间探索卫星。

「龙虾眼」技术因模仿龙虾复眼的反射聚焦原理而得名，早在 1970 年代已有理论构想，其「大视场、小体积、轻重量、易组装」特点使其尤为适合微卫星应用。卫星的主要科学目标包括：验证超大视场 X 射线成像能力、搜寻近邻大质量星系团中的暗物质信号（特别是假想中的「惰性中微子」sterile neutrino），以及研究热星系际气体、彗星与太阳风-磁层相互作用。

合作机构除南京大学与港大 LSR 外，还包括中国航天科技集团第五研究院五〇八研究所(CASC 508)及上海 ASES 航天技术公司（据 phys.org 报道^※）。

# 「龙虾眼」后来去了哪里？从微卫星到爱因斯坦探针

2020 年这颗微卫星更像一次在轨技术验证，而非终点。此后数年，「龙虾眼」聚焦式 X 射线成像迅速从演示走向大科学装置，构成一条清晰的技术谱系：

• 2022 年 7 月 27 日，中科院「龙虾眼 X 射线成像卫星」(LEIA)搭载 SATech-01 卫星发射，作为爱因斯坦探针宽视场望远镜的先导验证载荷，单模块视场达约 346 平方度，采用 36 片微孔阵列光学(Micro-Pore Optics)聚焦 X 射线光子（据 LEIA 条目^※）。
• 2024 年 1 月 9 日，中科院联合欧洲空间局(ESA)与德国马普地外物理研究所发射爱因斯坦探针(Einstein Probe)卫星，其宽视场 X 射线望远镜由 12 个龙虾眼模块拼成，总视场约 3,600 平方度，专门捕捉超新星激波暴、潮汐撕裂、γ射线暴 X 射线余辉等瞬变高能事件（据 ESA 爱因斯坦探针资料^※）。

也就是说，港大与南京大学 2020 年主导的那颗小卫星，验证的正是后来被 LEIA、爱因斯坦探针放大到大视场巡天尺度的同一套光学思路。这条从港校微卫星到国家级、国际级 X 射线天文台的路径，是 LSR「以小博大」策略的一个注脚——先用低成本载荷抢下技术首发，再让成熟版本进入国家任务序列。

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# 接下来：月球、火星还有什么？

LSR 的下一步已不止卫星验证，而是正式踏入国家航天任务序列。

数据据 LSR 现行任务规划页^※与 LSR 嫦娥七号专报^※。ILO-C 望远镜飞行模型测试已于 2025 年底完成，并于 2025 年底完成整合上载荷平台。嫦娥七号本体计划 2026 年择机发射，由着陆器、轨道器、巡视器、飞跃器与中继星「四器一星」组成，落区选在月球南纬 85 度以上的南极-艾特肯盆地，飞跃器将首次跳进永久阴影坑搜寻水冰（据 新华社嫦娥七号任务解读^※）。搭车其上的 ILO-C 有望在一个月球日（约地球 14 天）内持续工作，从月面回望银河平面。天问三号一侧，国家航天局公布的口径为 2028 年前后分两次发射、2031 年前后把火星样本送回地球，核心科学目标是寻找火星生命的生物标志（据 人民网天问三号国际合作报道^※）。

# ILO-C 与港大的「月面天文台」野心

嫦娥七号上那台 ILO-C，全称国际月球天文台-中国(International Lunar Observatory-China)，是一台小型宽视场光学望远镜，任务是从月面回望、拍摄银河系与银心——这将是人类首次在月球表面做原位天文观测，也是港大首次以平等伙伴身份参与登月任务载荷。它的合作方是总部设于夏威夷的国际月球天文台协会(ILOA)，由创办人斯蒂夫·杜斯特(Steve Durst)长期推动「从月球做天文」的构想。据 港大 2024 年新闻稿^※，双方于 2024 年 5 月 16 日先签意向书、6 月 14 日在北京正式签署合作备忘录，中科院国家天文台(NAOC)与泰国国家天文研究所(NARIT)作为观察方参与。Parker 教授的说法是：「港大与 LSR 非常自豪能以平等伙伴身份，与 ILOA 共同参与这项服务于科学与教育的登月任务。」（据 同一新闻稿^※）

值得注意的是，ILO-C 的资金主要由 LSR 自筹，而非国家任务拨款——这延续了港大在龙虾眼卫星上的同一套「以小博大」逻辑：不必等国家立项，先用一台低成本科学载荷抢下「月面天文观测首发」的位置。若 2026 年着陆顺利，这台望远镜将把「香港制造的仪器在月球上工作」从口号变成事实。

# 「月山」是什么？港大想在月轨看「月闪」

上表中的 12U 立方卫星月球轨道任务，港大给了它一个正式名字——「月山」(MoonFlash)。据 香港《英文虎报》报道^※，「月山」瞄准 2028 年前发射，若成功将是香港主导的首个环月探测器，用以填补「专用环月观测」的空白。它要观测的「月闪」(lunar flash)，指微陨石以每秒数十公里的超高速撞击月面时迸出的短暂闪光——月球没有大气层缓冲，撞击直接、闪光清晰，正好成为量度地月空间微陨石流量的天然探针。据同一报道，探测器的光学望远镜与航天器设计均在香港本地完成，具体制造与测试再交由多家内地机构合作。LSR 副主任苏萌把未来五年形容为香港太空科学界「令人振奋且深具变革意义」的窗口期（英文原文：「exciting and transformative」，据 Global Times 报道^※）。「月山」的科学意义不止于学术：搞清微陨石撞击的频度与能量，直接关系到未来月球基地与载人活动的选址安全，这也是港大把它与嫦娥七号、天问三号并列为「三大在研任务」的原因。

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# LSR 如何打通内地天文资源？

2019 年 3 月,LSR 与中国科学院国家天文台(NAOC)正式签署合作备忘录，实现了港大天文学界对内地全部地面台站及中方通过国际协定可访问台站的开放共享——这是香港天文学家首次获此资格（据 HKU 新闻稿 2019^※）。该协议惠及港大及香港各大学约 60 名活跃天文研究人员。同次访问中，港大还获邀加入国际三十米望远镜(TMT)联盟、正式成为上海空间科学联合创新中心(JICSS)成员，并与北京空间机电研究所(BISME)达成卫星研发支援协议。

Parker 教授表示：「这对香港科学家和天文学家而言是一项高度重要的积极发展，也体现了我们开放、协作的方式。」（英文原文：「This is a highly significant, positive development for HK scientists and astronomers and demonstrates our open-handed, collaborative approach.」，据 港大新闻稿^※）

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# 杭州的姊妹实验室：港大为何押注微卫星？

港大没有火箭、没有卫星总装厂，要真正把东西送上天，靠的是一套「借船出海」的合作架构，而杭州临安的 HKU-ZIRI 姊妹实验室是这套架构的支点。2018 年 10 月，LSR 在香港大学浙江研究院创新研究院设立这间专注卫星任务研发的实验室，投入港币 1,000 万元，并与浙江大学微卫星研究中心签署合作备忘录——后者是内地在微/纳卫星领域最资深的团队之一（据 港大 2018 新闻稿^※）。两年后 2020 年那颗龙虾眼微卫星能成功入轨，靠的正是这条把港大的科学载荷接进内地卫星平台与发射资源的通道。

为什么是微卫星，而不是大卫星？答案是成本与速度。传统大型科学卫星动辄数亿、研制周期十年计，港大既无此预算也等不起；微卫星（乃至立方卫星）体积小、造价低、迭代快，一台低成本载荷就能先把一项技术送上轨道验证，成功了再推动成熟版本进国家任务序列。龙虾眼从 2020 年港大微卫星，到 2022 年 LEIA、2024 年爱因斯坦探针的技术谱系，正是这一策略的最佳注脚。港大反复自陈的定位是「以小博大」：不与国家队拼体量，而是用灵活的科学载荷抢技术首发、开自己的研究议题。这种把有限资源押在「小而快」上的取舍，也解释了 LSR 为何同时铺开龙虾眼、ILO-C、月山三条线——每一条都是一次低成本的高杠杆下注。港大如何把科研成果进一步转化为产业与产出，可参见本站 技术转移与衍生公司档案。

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# 港大之外，谁也在做太空？香港的两条路径

谈 LSR 常有一个误解：香港的太空科研就是港大。其实香港高校里，香港理工大学(PolyU)才是最早、也最频繁把硬件送上天的一家，两校走的是两条互补的路径——港大偏「科学载荷+天体物理」，理大偏「精密仪器+工程装置」。理清这条分工，才看得懂 LSR 在香港太空版图里的位置。

据 理大「勵學利民」太空专题^※，理大团队研制的相机指向系统先后用于 2013 年嫦娥三号与 2019 年嫦娥四号（监视月球车「玉兔」），是首件被国家探月任务采用的港产太空科学仪器；其火星相机（落火状态监视相机）随 2021 年天问一号着陆火星，表取采样执行装置则支撑了 2020 年嫦娥五号的月面自动采样（据 新浪转发理大消息^※）。相较之下，港大 LSR 送上天的多是「能自己出科学数据」的望远镜与探测器，而非任务本体的机械部件。两条路径并不竞争：理大保障国家任务的关键硬件按时可靠交付，港大则用低成本科学载荷开自己的研究议题——香港这座没有航天工业基座的城市，靠的正是这种「各擅其长」的拼图。港大自身的科研机构版图与国家重点实验室体系，另见本站 港大科研机构档案。

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# 一张表看懂 LSR 的关键时间线

各行事实与出处均见前文对应小节。

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# 小结与查无

• 已稳妥配源:LSR 创立年份、两任主任及背景、晚期恒星演化全球第八(SciVal)、HASH 数据库用户规模、龙虾眼卫星发射时间与技术、嫦娥七号/天问三号/月球立方卫星任务资金与时间线、内地天文设施开放协议。
• 谨慎处理：「全球第八」采用 SciVal 口径，非所有排名系统通用；帕克教授引文数据以 LSR 官网为准，与第三方数据库可能有出入；龙虾眼卫星仍处于数据验证阶段，详细科学成果尚待发表。
• 查无:LSR 年度总研究经费来源明细（无单一官方汇总数字）；苏萌教授在 LSR 的现任职位于本文截稿前官网描述有所调整，仅按 LSR 官网研究页及 2018 年新闻稿记录其副主任身份与学术贡献。

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