空间物理学包括哪些内容

1. 空间物理的分支学科

我们知道地球是一个磁体，地磁场与一个棒状磁体的磁场（偶极场）相似，地磁轴与地球自转轴的交角为11°。地磁场的主要部分约占99%的磁场，称为基本磁场，来源于地球内部；另一部分称为短期变化磁场，来源于外部，主要是由太阳风与地磁场之间相互作用和高空电流体系引起。太阳风以350～70O公里/秒的速度流向太阳系空间，因而把地磁场压缩在一个空间区域，形成磁层，其边界称磁层顶。磁层顶在向阳面的边界距地心约10个地球半径，在背阳面形成磁尾，一直拖延到100个地球半径以外的行星际空间。磁层的接近地球部分，在地磁场作用下，随地球一起共转，形成等离子体层。
磁层的存在对人类进行空间活动有很大的影响。磁层中的粒子（主要成份是质子和电子）与物质发生作用时。可以引起电离、原子位移、化学反应和各种核反应。从而容易损伤空间飞行器、人体和材料等。为了确保航天飞行的安全，必须加强对磁层的研究。 太阳物理学包括太阳大气研究、日震学、天体物理学等各个方面。空间物理学主要研究日冕物质抛射的形成、演化过程以及对行星际磁场和地球磁层、电离层的影响。主要的研究手段就是使用人工日食或者利用卫星观测的方法研究日冕的变化以及位形，利用编程技术重构日冕模型，得到三维的日冕结构图像，作进一步分析。

2. 空间物理学、大气物理学和天体物理学的区别

空间物理学

space physics

主要利用空间飞行器直接探测和研究宇宙空间中的物理过程的学科。空间科学的一个分支。由地球物理学、大气物理学和天文学延伸而来。人们最初对高空中所发生的各种物理现象如极光、流星、夜光云等，只能在地面观测。随着科学技术的发展，人们利用气球、火箭等升空工具探测高层大气的成分和密度、高空磁场、高能粒子、等离子体等，逐渐形成高层大气物理学，这是空间物理学形成和发展的基础 。1957年人造地球卫星发射成功，人类首次克服了大气层的障碍，对广漠的宇宙空间进行直接观测，从而进入了空间时代。随着空间科学技术的发展，探测区域由近地空间向外扩展到月球、行星和行星际空间。随着对物理过程的动力学过程的研究，逐渐形成一门独立的学科空间物理学。

研究对象

空间物理学的研究对象包括 ：① 高层大气。一般指60千米以上的地球大气层，是空间物理学最先研究的领域。研究高层大气成分、结构和动力学过程的学科，称高层大气物理学 。② 电离层。地球高层大气的一个电离区域，一般认为高度范围约为60～2000千米。电离层由太阳紫外线、X 射线和高能粒子等的作用而形成 。电离层能影响电波传播方向、速度、相位、振幅和偏振状态等。研究电波在电离层中的传播可解决无线电通讯和无线电测速定位中的问题；反过来也可以由电波在电离层中受到的影响如吸收、反射、折射 、散射 、多普勒效应和法拉第效应等来探测电离层状态。研究电波在电离层中传播的基础理论是磁离子理论。③磁层。20世纪60年代开始对地球磁层进行直接探测并进行详细研究。磁层直接与太阳风、行星际磁场连接。太阳风的影响，是通过磁层传递给电离层和中性大气。因此，磁层对探索、研究太阳大气-行星际介质-磁层-电离层-中性大气耦合过程具有重要意义。卫星和飞船的活动都受到磁层的磁场、辐射带和等离子体的影响。④日球。太阳周围、由太阳风及其所携带的行星际磁场起控制作用的空间区域。日球与星际介质的交界面称日球顶。对日球的探测，主要在黄道面附近区域进行。⑤宇宙线。指来自宇宙空间的高能粒子流。一部分来自银河系，一部分来自太阳。宇宙线在日球内的传播过程中，与太阳风、行星际磁场和磁层等相互作用，使宇宙线成为研究这些区域的重要工具。⑥行星及其卫星。对太阳系各行星及其卫星的大气层、电离层、磁层、重力场和磁场强度与地球所进行的对比研究，可对有关太阳系起源、地球某些现象的研究，起到启发和推动作用。

空间物理探测 空间物理学是一门观测性很强 的学科 。空间物理探测的主要对象有中性粒子、高能带电粒子、等离子体、固体颗粒、低频电磁波和等离子体波、磁场、电场 。通过对这些物理现象的探测，可了解地球大气层、电离层 、磁层和行星际空间的基本结构，从而建立起高层大气模型 、电离层模型、辐射带模型和太阳光谱，发现了行星际磁场的扇形结构，建立了太阳风的模型。在扩大探测范围深度和广度，取得较长时间的变化规律数据后，进一步对空间物理过程的规律进行分析，了解空间物理状态形成和变化的原因 。空间物理探测手段包括在宇宙空间进行直接探测的人造地球卫星、人造行星和行星际探测器，以及适于地球高层大气的高空探测气球和探空火箭，还有遍布地球表面进行连续测量的地面观测台站网。它们各有所长，互相补充。

空间物理探测卫星 在离开地面几百千米或更高的轨道上长期运行，卫星所载的仪器不受大气层的影响，可直接对空间物理环境进行探测，因而成为空间物理探测的主要手段。由于卫星主要探测对象不同，要求探测仪器直接到达广阔空间的各点，以便获得尽可能大的探测范围，因此这类卫星的轨道并不确定，有极轨道，也有低倾角轨道。轨道高度变化范围大，近地点一般在几百千米，远地点可达数千、数万 、十几万千米。由于卫星使用的空间物理探测仪器种类较多 ，对安装位置、探测窗口、温度控制和仪器之间的电磁相容性等要求各不相同，这些都对卫星的形状和结构提出一些特殊的要求，所以空间物理探测卫星外形差别也很大。主要的空间物理探测卫星系列有：探险者号卫星系列、轨道地球物理台系列、国际日地探险者卫星系列、宇宙号卫星系列。中国1981年9月20日用一枚火箭同时发射了3 颗卫星，是中国第一组空间物理探测卫星。
大气物理学
大气物理学是研究大气的物理现象、物理过程及其演变规律的大气科学的分支学科。它主要研究大气中的声象，光象、电象、辐射过程、云和降水物理、近地面层大气物理、平流层和中层大气物理等。它既是大气科学的基础理论部分，又是环境科学的一个部分。

人们对大气中的许多物理现象，如虹、晕、华、雷、闪电等早巳注意，并进行过研究，但内容分散在物理、化学、天文、无线电等学科之中，把它们纳入大气物理学一个学科，则是近三、四十年中的事情。

20世纪40年代以来，随着人类在大气中活动范围的迅速扩展，大气物理学的研究领域不断扩大。如为了改进大气中的电波通信、光波通信、提高导弹制导水平，就需要了解它们所赖以传播的大气介质及相互作用，因此就要研究大气的声、光、电和无线电气象；又如，为避免晴空湍流引起飞机堕毁的事故，就要研究大气湍流。

由于工业生产排入大气中的大量气溶胶和污染物通过扩散造成大气污染，有些通过沉降或降水形成酸雨等，又被送到地面，导致土地河流污染、造成对植物和人类的严重影响。既要发展生产，又必须使大气不超过其对污染物质的稀释能力，这就要详细研究大气边界层的物理特性。

生产活动和人类的其他活动，影响着自然环境。如大气中二氧化碳含量逐年增加，影响着大气辐射程和气候变化规律。这些又影响农业生产，特别是粮食生产。粮食问题导致对气候变化的关注，进而促进了对大气辐射问题的研究。

工农业用水逐年增加，就必须充分利用大气中丰富的水分，这就要开发大气中的水资源；此外，为避免或减轻天气灾害，又推动着人工影响天气试验研究的广泛开展，从而促进了云和降水物理学的研究。

20世纪60年代以来，遥感技术飞速地发展起来，辐射传输是遥感的基础，由此推动着大气辐射学的研究；人造卫星、电子计算机的发展，新技术(如激光、雷达、微波)的应用，给大气物理研究提供了有力的探测工具，获得了更多的探测资料，从而大大加速大气物理学发展的进程。

大气物理学主要包括大气边界层物理学、云和降水物理学、雷达气象学、无线电气象学、大气声学、大气光学和大气辐射学、大气电学、平流层和中层大气物理学。它们都各有自己的特点：

大气声学、大气光学，大气电学和无线电气象学，是研究大气中声、光、电的现象和声波、电磁波在大气中传播的特性；雷达气象学研究用气象雷达探测大气的原理和方法，及其在天气分析预报、云和降水物理中的应用；大气辐射学研究辐射在地球大气系统内的传输转换过程和辐射平衡；云和降水物理学研究云和降水的形成、发展和消散的过程；大气边界层物理研究受地面影响较大的大气低层的温度、湿度、风等要素的水平和铅直分布，大气湍流和扩散，水汽和热量传输等；平流层和中层大气物理学研究对流层顶(10公里左右)到80～90公里大气层中发生的物理过程。大气过程常是多因素综合作用的结果，故大气物理诸方面常常相互联系，如大气电学同云和降水物理学都研究雷暴。既各有侧重，又紧密相关。

大气物理学和大气科学其他分支有紧密的联系，如大气物理过程受到天气背景的制约，同时大气物理研究和探测的结果，又广泛用于天气分析和预报，所以它和天气学关系密切；云动力学是大气物理学和大气动力学结合的产物；大气物理学的许多内容涉及对气候变化的研究；大气物理学是大气探测和应用气象学的基础，而这两个学科的发展，又丰富了大气物理学的内容。例如大气物理为气象雷达观测提供原理依据，而雷达的气象信息则为研究大气物理过程提供了丰富的资料。

科学技术的许多新成就，推动大气物理学向前发展，又不断向大气物理学提出新的要求，人类在大气中活动频繁，有意和无意地影响大气，使大气状态变得更加复杂。如何进一步认识大气的精细结构，深入了解大气三维空间的演变，有效地利用、妥善地保护和不断地改造大气，是大气物理学长期的重大任务。

其它大气科学分支学科

大气科学、气候学、物候学、古气候学、年轮气候学、大气化学、动力气象学、大气物理学、大气边界层物理、云和降水物理学、云和降水微物理学、云动力学、雷达气象学、无线电气象学、大气辐射学、大气光学、大气电学、平流层大气物理学、大气声学、天气学、热带气象学、极地气象学、卫星气象学、生物气象学、农业气象学、森林气象学、医疗气象学、水文气象学、建筑气象学、航海气象学、航空气象学、军事气象学、空气污染气象学

理论天体物理学
利用理论物理方法研究天体的物理性质和过程的一门学科。1859年，基尔霍夫根据热力学规律解释太阳光谱的夫琅和费线，断言在太阳上存在着某些和地球上一样的化学元素，这表明，可以利用理论物理的普遍规律从天文实测结果中分析出天体的内在性质，是为理论天体物理学的开端。理论天体物理学的发展紧密地依赖于理论物理学的进步，几乎理论物理学每一项重要突破，都会大大推动理论天体物理学的前进。二十世纪二十年代初量子理论的建立，使深入分析恒星的光谱成为可能，并由此建立了恒星大气的系统理论。三十年代原子核物理学的发展，使恒星能源的疑问获得满意的解决，从而使恒星内部结构理论迅速发展；并且依据赫罗图的实测结果，确立了恒星演化的科学理论。1917年爱因斯坦用广义相对论分析宇宙的结构，创立了相对论宇宙学。1929年哈勃发现了河外星系的谱线红移与距离间的关系，以后人们利用广义相对论的引力理论来分析有关河外天体的观测资料，探索大尺度上的物质结构和运动，这就形成了现代宇宙学。近二十年来，在理论天体物理这一领域，可以看到理论物理与天体物理更广泛更深入的结合，其中以相对论天体物理学、等离子体天体物理学、高能天体物理学等
从理论物理学的分支与天体物理学问题的联系，可以看出目前理论天体物理的概貌。
辐射理论 研究类星体、射电源、星系核等天体的辐射，以及X射线源、γ射线源和星际分子的发射机制。
原子核理论 研究恒星的结构和演化，元素的起源和核合成(见元素合成理论)，以及宇宙线问题。
引力理论 探讨致密星的结构和稳定性，黑洞问题，以及宇宙学的运动学和动力学。
等离子体理论 分析射电源的结构、超新星遗迹、电离氢区、脉冲星、行星磁层、行星际物质、星际物质和星系际物质等。
基本粒子理论 研究超新星爆发、天体中的中微子过程(见中微子天文学)、超密态物质的成分和物态等。
固态(或凝聚态)理论 研究星际尘埃、致密星中的相变及其他固态过程。
理论天体物理的基本方法是把地球上实验室范围中发现的规律应用于研究宇宙天体。这种方法不仅对于说明和解释已知的天体现象是有力的，而且还可以预言某些尚未观测到的天体现象或天体。例如，在1932年发现中子之后不久，朗道、奥本海默等就根据星体平衡和稳定的理论预言可能存在稳定的致密中子星。尽管这种预言中的天体与当时已知的所有天体差别极大(异乎寻常的高密度等)，可是在三十多年后的1967年，预言终于被证实。另一方面，许多物理学概念首先是由研究天体现象得到的，后来又是依靠天体现象加以检验的。例如，首先是天体物理学家注意到充满宇宙间的电离物质具有一系列特性，这对建立等离子体物理学这门学科起了极大的推动作用。又如，热核聚变概念是在研究恒星能源时首次提出的。禁线也是受到天体光谱研究的刺激才得到深入探讨的。
由于地面条件的限制，某些物理规律的验证只有通过宇宙天体这个实验室才能进行。有关广义相对论的一系列关键性的观测检验，都是靠研究天体现象来完成的。水星近日点进动问题、光线偏转以及雷达回波的延迟是几个早期的例子。理论天体物理学既是理论物理学用于天体问题的一门“应用”学科，又是用天体现象探索基本物理规律的“基础”学科。无论从天文学角度来看，或是从物理学角度来看，理论天体物理学都是富有生命力的。

3. 物理空间的概念

时空任何事物都处于一定的时空之中是四维的空间，上面的点是事件。近代物理学认为，时间和空间不是独立的、绝对的，而是相互关联的、可变的，任何一方的变化都包含着对方的变化。因此把时间和空间统称为时空，在概念上更加科学而完整。P.S.上面提到的“空间”一词其实不够确切，时空（四维）与空间（三维）有着相差一个维度的区别，它们也不同于通常所说的希尔伯特空间。把宇宙看作四维时空，有一个很重要的原因在于它恰好可以全面地描述发生在我们能够认知的三维空间中发生的一切事件。 [编辑本段]0时空理论两点之间的距离直线最短吗?答案是否认的。0时空理论认为,任何两点之间都必然地存在着一个0（即距离）。其.结论是:两点之间的距离0线最短。宇宙时空是无限的,宇宙是普遍联系的,宇宙速度是有限的(如果承认了宇宙速度的无限性,也就是承认了0时间).这三个观点如果同时成立,必有其内在的难以调和的矛盾.0时空理论的提出主要的就是针对这一矛盾而提出来的. 世界上存在着0时与0空。所谓0时，就是时间等于0的时间。而0空，就是空间等于0的空间。0时与0空是一种特性的时间与空间。可以把整个时空区分为非0时空(即通常所说的时空)与0时空两类。非0时空与0时空相互区分、相互共同、相互斗争、相互联合。0时空与非0时空相联结，二者互相内含、互相依存、互相转化。任何两个时间点的距离都是既等于0又不等于0，任何两个空间点的距离都是既等于0又不等于0。0时空与非0时空必有主次之分.从根本上来讲，非0时空是主要的，0时空是次要的，非0时空是基础，0时空是上层。非0时空正决定0时空，0时空反决定非0时空。 世界上任何事物与任何事物之间都是有联系的。在时间距离和空间距离都为无限大的两个事物之间，如果没有0时与0空，二者就不可能有联系—不但没有直接联系，而且没有间接联系。这样就违背了普遍联系的原则。因为有了0时与0空，所以在时间上和空间上相距都为无限大的两个事物之间存在着联系。整个世界和宇宙通过0时与0空而最高度地联系起来和统一起来。如果没有0时与0空，整个宇宙和世界就会缺乏统一性，如同一盘散沙。0时与0空在中观时空之中作用往往不明显，往往可以忽略，但在极宏观时空与极微观时空之中作用却非常之巨大。因为有了0时与0空，所以任何两个事物之间都是既有直接联系又有间接联系的。 时间的一维性和空间的三维性只适合于非0时空，而不适合于0时空。物从一个空间点经过0空间而跃进到另一个空间点，它所经历的空间距离一方面是0，但另一方面也不是0。它是从这个点跃进到另一个点，而不是从另一个点跃进到这一个点。这种区分是如何实现的？就在于这种0空间包含着非0的一面。物从一个点通过0空间而跃进到另一个空间点，它所经历的时间必是0。但这种时间的另一个方面也又不是0，它是先在这一个点而后在那一个点的，这种先后的区分是如何实现的？就在于这种0时间中包含着非0的一面。所以当我们说两个空间点的距离是0的时候，它必是包含着非0的一面的。当我们说两个时间点的距离是0的时候，它必是包含着非0的一面。物从一个空间点经过0空间而跃进到另一个空间点,这个过程所用的时间只能是0.只要存在着0空间,就必然存在着0时间,二者是不可以分割的.承认0时间就必须承认0空间,承认0空间就必须承认0时间.所谓的0时空是指相对的0时间和相对的0空间.并不存在绝对的0时间和绝对的0空间.0时空与非0时空没有绝对的分割线.在0时间中包含着非0时间，这就是相对0时间。在0空间中包含着非0空间，这就是相对0空间。如果0时间中不包含非0时间，这就是绝对0时间。如果0空间中不包含非0空间，这就是绝对0空间。与相对0时空理论相反对的是存在另一种理论，就是认为存在着绝对的0时空。这种理论的实质是认为存在脱离时空而存在的事物。而辩证法明确地说明了，没有脱离时空而存在的事物。0时空只不过是一种特殊的时空而已。它坚决地反对认为存在脱离时空而存在的事物。任何两个空间点的距离都是一方面是0另一方面又不是0，这两个方面是相互依存的。在这每一个方面的内部，我们仍可以将它区分为是0和非0两个方面的。只不过在是0这一方面，是0是主要的，非0是次要的。而在非0这一方面，非0是主要的，是0是次要的。这里面要着重反对一种观点，就是认为

4. 空间物理学的对象

研究对象和分支学科：空间物理学研究的空间范围，是随着直接探测手段的发展在不断扩大的。它的分支学科则按其研究对象大致可以分为中层大气、高层大气、电离层、磁层、日球、宇宙线等。 各个行星都有许多与地球相似之处（如多数都有磁层、大气层和电离层），也有许多不同的地方（重力场和磁场强度，大气组成，离太阳的距离以及自旋速度等）。对它们进行比较研究可以推动有关太阳系起源等基本问题的研究，也可以为地球现象研究提供许多有益的启示，并有可能帮助人们解决一些如“长期气候变化及其预报”等具有重大实际意义的课题。

5. 物理学包含哪些东西

物理学(PHYSICS)是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，简称物理。物理学研究的范围
——
物质世界的层次和数量级物理学
(Physics)质子
10-15
m空间尺度：物质结构物质相互作用物质运动规律微观粒子Microscopic介观物质mesoscopic宏观物质macroscopic宇观物质cosmological类星体
10
26
m时间尺度：基本粒子寿命
10-25
s宇宙寿命
1018
s绪
论E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小
的细胞原子原子核基本粒子DNA长度星系团银河系最近恒
星的距离太阳系太阳山哈勃半径超星系团人蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次物理现象按空间尺度划分：量子力学经典物理学宇宙物理学按速率大小划分：
相对论物理学非相对论物理学按客体大小划分：
微观系统宏观系统
按运动速度划分：
低速现象高速现象
实验物理理论物理计算物理今日物理学物理学的发展。
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸，二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器，实验得出的结果，间接认识物质内部组成建立在的基础上。物理学从研究角度及观点不同，可分为微观与宏观两部分，宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果，是最早期就已经出现的，微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
其次，物理又是一种智能。
诚如诺贝尔物理学奖得主、德国
科学家玻恩所言：“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此，使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶，文明的瑰宝。
大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景；——这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。——反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出：没有物理修养的民族是愚蠢的民族！

6. 什么是空间物理学

空间物理学主要利用空间飞行器直接探测和研究宇宙空间中的物理过程的学科。空间科学的一个分支。由地球物理学、大气物理学和天文学延伸而来。随着对物理过程的动力学过程的研究，逐渐形成一门独立的学科空间物理学。

7. 空间物理学的简介

主要利用空间飞行器直接探测和研究宇宙空间中的物理过程的学科。空间科学的一个分支。由地球物理学、大气物理学和天文学延伸而来。人们最初对高空中所发生的各种物理现象如极光、流星、夜光云等，只能在地面观测。随着科学技术的发展，人们利用气球、火箭等升空工具探测高层大气的成分和密度、高空磁场、高能粒子、等离子体等，逐渐形成高层大气物理学，这是空间物理学形成和发展的基础 。1957年人造地球卫星发射成功，人类首次克服了大气层的障碍，对广漠的宇宙空间进行直接观测，从而进入了空间时代。随着空间科学技术的发展，探测区域由近地空间向外扩展到月球、行星和行星际空间。随着对物理过程的动力学过程的研究，逐渐形成一门独立的学科空间物理学。

8. 空间科学的学科内容

（即日地关系）是空间物理学的主要部分，是太阳物理学和地球物理学之间的边缘学科。它研究太阳能量的产生、辐射（包括电磁辐射和带电粒子辐射，尤其着重于它们的变化部分）、在日地空间的传播和对地球所产生的影响等整个过程。太阳中心部分的核聚变所释放的辐射能，经过漫长的热扩散过程传至太阳的外层气体而被吸收，产生对流不稳定性，称为对流区。最后大部分能量作为热能传到光球层而向外辐射，能量主要在可见光波段内，这部分能量比较稳定。
太阳有复杂的磁场结构，黑子的磁场强度达数百至数高斯（1高斯=10-4特斯拉）,它们的极性具有准周期性，因而太阳活动及相关地球物理现象也有准周期变化。冻结于对流区等离子体内的磁场随等离子体的对流、湍流运动弯曲扭转，从而产生一些强的磁场活动区，如表现在光球面上的黑子。储存的磁能在适当条件下会被迅速释放，表现为强烈的太阳活动，耀斑是其中最强烈的。对流区内部分等离子体浮涌出光球和色球，受到加速加热而形成日冕和太阳风。太阳风将太阳磁场带入行星际空间，由于太阳的自转和太阳磁赤道面稍有弯曲，从地球赤道上看，行星际磁场呈阿基米德螺旋线状和具有磁极性相同的扇形结构，从太阳活动区浮涌出色球表面的等离子体，一般又重新落到附近表面，形成闭合的穹形磁力线双极结构，但在有些区域可能出现开放的磁力线，伸展致行星际空间，产生沿磁力线流出的高速等离子体流，这样的区域称为冕洞。异常的太阳活动致使电磁辐射和带电粒子流增强，增强的电磁辐射主要在紫外线、X射线、γ射线和射电波段内的非热辐射,这两类增强的能量虽在总输出能量中所占比例不大，但对地球大气层和空间环境都产生巨大的影响。
日地物理学的发展，要求把整个日地系统作为一个有机的整体，进行定量的、综合性的研究。
空间物理学还包括太阳-行星系统的研究。经过比较研究，可更好地理解日地系统的物理过程，从而取得对作为一个整体的太阳系的深刻理解。如地球磁层的概念，同水星、木星、土星的磁层比较；地球的大气结构与金星、火星、木星的大气比较；地球的电离层与金星、木星、土星的电离层比较等。 利用空间飞行器在地球稠密大气外进行天文观测和研究的一门学科。人们通过接收宇宙天体的电磁辐射来研究它们的物理状态和过程。这种电磁辐射波长在108～10-12厘米范围内，但在地面上,仅能从可见光和射电两个大气窗口来观测天体，从而发展成为天文学的光学天文学和射电天文学两个分支。空间技术的发展,开拓了红外天文学、紫外天文学、X射线天文学和γ射线天文学等崭新的领域。
由于大气的湍流运动，使光波经过时产生起伏，造成光学望远镜的频谱分辨率和角分辨率降低。将高分辨率的光学望远镜安装在空间实验室里，能显着地提高它的分辨本领。
高能天体和激烈活动的天体现象，产生着X射线和γ射线，这包括温度达数千万至数亿度的热辐射和在强烈爆发过程中产生的相对论性带电粒子所发出的非热辐射，例如超新星爆发及其遗迹产生的辐射；当一致密星（中子星或黑洞）与一伴星形成双星时，致密星对伴星的吸积而产生的辐射。γ射线天文学直接与核过程、高能粒子和高能物理现象相联系，将日益得到更大的发展。
有些宇宙天体的辐射主要在红外波段内，如原恒星、红巨星、恒星际的气体云和尘埃等。活动星系和类星体既有很强的X射线、紫外线辐射,也有很强的红外线辐射。在恒星际空间发现很多种无机和有机分子，它们的谐振频率在波长较短的微波段内，2.7K的宇宙背景辐射主要在毫米波、亚毫米波波段内。为了进行这些探测，也要利用空间飞行器才最有利。
空间天文学的诞生，使天文学又出现了一次大的飞跃。所研究的星空迥异于地面光学和射电天文观测到的星空。可以说，现代天文学的成就，很多都与空间天文学的发展有关。它改变了对宇宙的传统观念，对高能天体物理过程、恒星和恒星系的早期和晚期演化、星际物质等的了解，加深了对宇宙的认识。 研究发生在空间的化学过程、宇宙物质的化学组成及其演化的一门学科，又称宇宙化学。
在地球大气层和行星大气层中，有着复杂的化学过程，包括光化学反应过程。
空间化学研究的主要对象，包括太阳系天体、恒星、星系、星际物质和星系际物质。空间化学要研究构成宇宙物质的化学组成，包括元素、同位素、分子等，以及它们的化学演化规律。利用空间飞行器在大气外观测，使频谱分析波段由可见光扩展到了红外线、紫外线、X射线和γ射线范围；在星际空间发现了许多种分子，其中有一些是比较复杂的有机分子，如氰基、氨等；对月球和行星的化学组成进行了分析。这使空间化学研究的内容不断地丰富起来，从而形成了空间化学。
空间化学的发展，对于太阳系的起源、天体的起源和生命的起源等重大科学问题，有着密切的联系。
空间地质学 研究月球、行星及其卫星等天体的物质成分、结构，以及形成和演化历史的一门学科。
月球探测器系列和“阿波罗”飞船对月球的土壤、岩石、矿物等进行了综合研究，编制出了月球地质图和构造图。月球是人类在地球以外研究得最充分的天体。其次就是对金星、火星的探测，但仅限于对它们的表面的了解，如地形、山脉、裂谷、火山、峡谷和土壤分析等。所以，空间地质学还是一门较年轻的学科。 研究在宇宙空间的生命现象和探索地外生命、地外文明的一门科学。
在空间时代，人和生物在宇宙空间的活动成了现实。但是，生命在宇宙空间长期生存，就有着一系列需要研究的科学问题。这包括：微重力条件、宇宙辐射环境以及生活节律的改变给人和生物带来的影响。相应地，空间生理学、空间生物学、空间医学以及生命保护系统的研究也取得了很大的进展。总起来说，空间飞行环境对人和生物是极其严峻的，但实践证明，随着空间生物学、医学及生保技术的发展，人是能够在空间飞行环境下较长期地生活和工作的。
利用空间飞行来寻找宇宙中的生命，是十分令人感兴趣的重大科学问题。经过对行星的探测，特别是对火星的探测，尚未发现生命的迹象。但已在空间发现了30多种有机分子，其中有几种属于地球生命的基本物质。科学家们渴望能在星际空间找到更高级的有机分子形式。

9. 空间物理学的介绍

空间物理学是主要利用空间飞行器来直接探测和研究宇宙空间中的物理过程的学科，是空间科学中发展最早的一个分支。