2024年12月5日，美國國家科學院（NAS）發布十年調查報告《太陽和空間物理學的下一個十年探索：探索和保護人類的太空家園》，旨在推動在下一個十年加深對空間物理的理解，研究地球、太陽及其周圍空間環境之間的復雜相互作用，保護地球免受空間天氣的有害影響，并支持人類的空間探索。該報告識別出未來十年太陽和空間物理學領域的最高優先級科學問題，提出全面且平衡的研究戰略，并提出具體發展建議。
1.愿景
該報告為未來十年的太陽和空間物理學制定了兩項愿景：研究和探索，以發現本地宜居宇宙的秘密；應用科學以擴展和保護人類在太空中的家園。第一項愿景包含兩項任務，分別是：探索周邊的空間，以了解宇宙中唯一已知的宜居系統；開發理論和模型解釋日球層中的物理和相互聯系，并了解宇宙中其他區域的宜居條件。第二項愿景也包含兩項任務，分別是：分析空間環境以預測其未來變化；開發工具和產品，發布空間天氣預警和預報，并保護地球上及以遠的活動。
2.太陽和空間物理學研究前沿
太陽和空間物理學的愿景和任務對應了一系列關鍵問題和重點領域，這些問題和領域是未來十年科學和空間天氣研究的重點目標，反映了太陽和空間物理學領域的現狀及其亟待解決的問題。
（1）科學主題。包括3個重點領域：①太陽-地球-空間：我們相互聯系的家園，其關鍵問題包括：日球層如何作為一個嵌套系統發揮作用；日球層系統邊界如何彰顯自身；日地系統各部分如何相互作用。②空間實驗室：理解的基石，其關鍵問題包括：太陽全球磁場如何產生和維持以及其周期性變化的原因；爆炸現象如何在日球層中產生和消散，哪些基本過程有助于能量轉換；基本過程如何控制跨尺度耦合以及這些過程的全局特性和后果。③新環境：探索宇宙近鄰及以遠，其關鍵問題包括：人類可從行星系統的比較研究中學到什么；為什么太陽及其環境與其他類似恒星不同；哪些內部和外部特征在創造宜居環境中發揮了作用。
（2）空間天氣主題。包括3個重點領域：①空間天氣的驅動因素，其關鍵問題包括：太陽噴發：電磁輻射（例如耀斑）、太陽高能粒子、日冕物質拋射；大氣驅動。②物理系統的空間天氣響應，其關鍵問題包括：近地軌道中性密度；電離層狀態；磁層狀態。③空間天氣對基礎設施和人類健康的影響，其關鍵問題包括：載人任務輻射；航空輻射環境；航天器效應；電離層高頻信號傳播；近地軌道衛星和碎片軌跡；地電場。
3.綜合研究戰略
該報告建議制定一項全面均衡的研究戰略，以實現在科學和空間天氣主題下的所有領域都取得進展。該戰略包括3個要素，即用于協調數據收集的集成“日球層系統實驗室”（HSL）；用于組織支持性研究和技術計劃的多樣化、現實、集成、有一定風險、用于教育的（DRIVE+）計劃；以及確定優先投資，為未來十年及長遠做好準備。該報告還針對性地提出了具體建議，主要包括：
（1）整體布局。美國國家科學基金會（NSF）應制定一項全機構層面的戰略空間天氣計劃；NSF和美國國家航空航天局（NASA）的空間天氣研究計劃應針對優先的空間天氣目標進行重點規劃；美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）應新設一項空間天氣研究計劃，開發能夠滿足運行要求的大規模預測空間天氣模型；NASA應擴大支持空間天氣計劃的空間飛行驗證，支持更大規模的獨立空間天氣驗證任務。
（2）重點方向。未來十年，NSF的最高優先級大基礎設施項目是“下一代全球振蕩網絡組”（ngGONG）；NASA應建立旗艦級的日球層物理學科學建模計劃，以解決學界廣泛關注的日球層物理問題，并維持強大而充滿活力的“探索者”計劃；“日-地探測器”計劃的最高優先事項是研究太陽風、磁層和電離層之間的系統級全球耦合，同時解析中尺度動力學，對可開展原位測量和遙感的異構星座任務提出了需求；NASA“與日同在”計劃的最高優先事項是探索太陽極區，以理解極地磁場和流動揭示出的太陽全球動力學、支配太陽發電機和太陽活動周期的機制。
（3）人才培養。NASA、NSF和NOAA應開發可系統性收集目前太陽和空間物理學領域人力資源統計信息的方法；NASA、NSF應擴大太陽和空間科學對教育的影響，具體包括開發針對K-12及大學生的太陽和空間科學教材；NSF應繼續并擴大對太陽和空間物理學領域地球空間科學大學教師發展的支持。
