習(xí)近平總書記在全國科技創(chuàng)新大會(huì)、兩院院士大會(huì)、中國科協(xié)第九次全國代表大會(huì)上的講話中指出：空間技術(shù)深刻改變了人類對(duì)宇宙的認(rèn)知，為人類社會(huì)進(jìn)步提供了重要?jiǎng)恿?，同時(shí)浩瀚的空天還有許多未知的奧秘有待探索，必須推動(dòng)空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展。一直以來，空間科學(xué)一直是中國航天事業(yè)的短板，專家學(xué)者們不斷呼吁要改變中國“既是航天大國、又是空間科學(xué)小國”的現(xiàn)狀。本期，我們邀請(qǐng)空間科學(xué)衛(wèi)星工程常務(wù)副總指揮、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心主任吳季，總結(jié)中國空間科學(xué)衛(wèi)星的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勎磥戆l(fā)展藍(lán)圖。
全球水循環(huán)觀測(cè)衛(wèi)星模擬圖
我國正補(bǔ)上航天事業(yè)發(fā)展的科學(xué)短板
“十二五”部署首批四顆科學(xué)衛(wèi)星，“十三五”完成背景型號(hào)遴選，并面向更長遠(yuǎn)的未來進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃
我國應(yīng)用衛(wèi)星、載人航天和探月工程取得了巨大成就，在加強(qiáng)國防、普及應(yīng)用和激勵(lì)民眾方面發(fā)揮了重要作用。但我國在發(fā)現(xiàn)空間科學(xué)新知識(shí)、引發(fā)前沿技術(shù)變革，并以此帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等空間科學(xué)的主要產(chǎn)出和作用方面，與航天強(qiáng)國還有較大差距，空間科學(xué)還未能在國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略中扮演重要角色。這不僅削弱了我國在基礎(chǔ)前沿科學(xué)領(lǐng)域里的創(chuàng)新能力，也成為我國航天事業(yè)發(fā)展的短板。
為了盡快縮小我國在空間科學(xué)領(lǐng)域與航天強(qiáng)國的差距，通過建設(shè)空間科學(xué)的平臺(tái)在基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，“十二五”期間，中國科學(xué)院在國務(wù)院批準(zhǔn)的戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)中，將空間科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃作為最大項(xiàng)目予以支持，為我國迎來空間科學(xué)的發(fā)展高潮做出了有益探索。
“十二五”期間，專項(xiàng)部署的首批四顆科學(xué)衛(wèi)星分別是：暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星、實(shí)踐十號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星。其中，暗物質(zhì)衛(wèi)星于2016年3月17日成功在軌交付、正式開啟發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的科學(xué)之旅，4月18日我國首顆微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星實(shí)踐十號(hào)返回艙在內(nèi)蒙古四子王旗成功回收，量子衛(wèi)星將于今年7月?lián)駲C(jī)發(fā)射。應(yīng)該說，空間科學(xué)衛(wèi)星系列作為“十二五”我國空間科學(xué)領(lǐng)域最重要的系統(tǒng)性進(jìn)展，與載人航天、月球與深空探測(cè)共同形成了互不替代且互相補(bǔ)充的我國空間科學(xué)發(fā)展布局。
根據(jù)“十二五”攻關(guān)進(jìn)度，我們已推薦了最有希望的中歐聯(lián)合太陽風(fēng)-磁層相互作用全景成像衛(wèi)星、先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)衛(wèi)星、磁層-電離層-熱層耦合小衛(wèi)星星座探測(cè)計(jì)劃、全球水循環(huán)觀測(cè)衛(wèi)星、愛因斯坦探針衛(wèi)星等，“十三五”期間盡快開展工程研制。面向更長遠(yuǎn)的未來，我們發(fā)布了《2016-2030空間科學(xué)規(guī)劃研究報(bào)告》，計(jì)劃至2030年發(fā)射總計(jì)20顆左右的科學(xué)衛(wèi)星。
空間科技重大原始創(chuàng)新的源頭活水
空間科學(xué)衛(wèi)星是實(shí)現(xiàn)我國空間科技創(chuàng)新能力從“跟蹤”為主，向“并行”和“領(lǐng)跑”轉(zhuǎn)變的強(qiáng)大引擎
不同于應(yīng)用衛(wèi)星強(qiáng)調(diào)的“長期、連續(xù)、穩(wěn)定的業(yè)務(wù)服務(wù)能力”，空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探索“只有第一、沒有第二”的內(nèi)稟屬性，決定了每項(xiàng)空間科學(xué)計(jì)劃都是非重復(fù)性的、非生產(chǎn)性的，包含了大量新需求、新思路、新設(shè)計(jì)、新材料和新工藝等，能使我們沖破“總用別人的昨天來裝扮自己的明天，永遠(yuǎn)跟在別人的后面亦步亦趨”的思維桎梏，成為空間科技重大原始創(chuàng)新的源頭活水。
中歐聯(lián)合太陽風(fēng)-磁層相互作用全景成像衛(wèi)星模擬圖
具體而言，首先，空間科學(xué)覆蓋宏觀和微觀兩大前沿，科學(xué)衛(wèi)星是人類認(rèn)知自然取得重大突破最直接的手段之一，必將引發(fā)暗物質(zhì)暗能量、量子力學(xué)和引力波等基礎(chǔ)前沿科學(xué)的突破。
其次，國際主要航天國家都把科學(xué)衛(wèi)星系列作為重要戰(zhàn)略領(lǐng)域予以支持，以科學(xué)驅(qū)動(dòng)的衛(wèi)星技術(shù)要求高、不重復(fù)，對(duì)空間技術(shù)有明顯的帶動(dòng)作用，并能借此實(shí)現(xiàn)“寓軍于民、軍民融合”目的。
第三，空間科學(xué)計(jì)劃在探測(cè)技術(shù)和任務(wù)實(shí)施中的創(chuàng)新性，可以極大提升國家形象。比如2005年美國深度撞擊探測(cè)器在距地球1.5億公里處成功擊中了坦普爾彗星，其控制精度堪比從130公里外準(zhǔn)確命中一只蒼蠅的眼睛，為美國空間安全帶來不可估量的戰(zhàn)略威懾力。
此外，由空間科學(xué)牽引的前沿技術(shù)變革，已不斷轉(zhuǎn)化成新興產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造了顯著經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。美國航空航天局每年轉(zhuǎn)化1600項(xiàng)新技術(shù)，每項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化平均每年能帶來100萬美元的經(jīng)濟(jì)效益。
我國航天發(fā)展抓創(chuàng)新首先要抓科技創(chuàng)新，補(bǔ)短板首先要補(bǔ)科技創(chuàng)新的短板。將空間科學(xué)衛(wèi)星系列納入《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》“十三五”新部署，成為體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目，是實(shí)現(xiàn)我國空間科技創(chuàng)新能力從“跟蹤”為主，向“并行”和“領(lǐng)跑”轉(zhuǎn)變的強(qiáng)大引擎。
創(chuàng)新科學(xué)衛(wèi)星體制機(jī)制
建立行之有效的體制機(jī)制，保障研發(fā)和工程的順利實(shí)施
中科院是我國系列科學(xué)衛(wèi)星的主要研發(fā)單位和用戶單位，經(jīng)過幾年來的實(shí)踐，探索出一條科學(xué)衛(wèi)星體制機(jī)制創(chuàng)新之路，實(shí)行的科學(xué)衛(wèi)星工程管理體制行之有效，得到了科學(xué)界、航天工程界和國際同行的高度認(rèn)可，極大提升了我國空間科學(xué)的國際影響力。
總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，一是建立了覆蓋空間科學(xué)全生命周期的創(chuàng)新鏈，從發(fā)展戰(zhàn)略、預(yù)先研究、背景型號(hào)、工程研制、科學(xué)運(yùn)行到產(chǎn)出評(píng)估，有效加強(qiáng)了各創(chuàng)新環(huán)節(jié)的組織整合，消除了科研創(chuàng)新中的“孤島”。
二是確立了以科學(xué)目標(biāo)重大性和帶動(dòng)性為核心的衛(wèi)星計(jì)劃遴選標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)踐了自下而上的項(xiàng)目征集和同行專家評(píng)審的遴選機(jī)制，從源頭上解決了科學(xué)衛(wèi)星的“水之源、木之本”。
三是創(chuàng)建了確保重大科學(xué)產(chǎn)出的科學(xué)衛(wèi)星工程管理體制，建立了首席科學(xué)家具有最終否決權(quán)的“首席科學(xué)家+工程兩總”管理制度，首席科學(xué)家在立項(xiàng)論證階段牽頭組織設(shè)立科學(xué)目標(biāo)和有效載荷配置，在運(yùn)行和應(yīng)用階段牽頭組織科學(xué)數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用，確保重大科學(xué)產(chǎn)出；工程兩總在工程研制階段負(fù)責(zé)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、研制和發(fā)射，確?？茖W(xué)目標(biāo)的工程實(shí)現(xiàn)。在衛(wèi)星工程中設(shè)置了支撐所有科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃的地面支撐系統(tǒng)和針對(duì)每個(gè)科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)的科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。
四是建成了科學(xué)衛(wèi)星工程總體機(jī)構(gòu)中科院國家空間科學(xué)中心，衛(wèi)星平臺(tái)、運(yùn)載火箭最大限度采用市場(chǎng)機(jī)制采購，充分依靠航天工業(yè)部門參與，服務(wù)重大科學(xué)產(chǎn)出的目標(biāo)。
當(dāng)前，中國航天進(jìn)入了由大到強(qiáng)的重要窗口期，必須充分發(fā)揮科學(xué)衛(wèi)星系列在航天發(fā)展中的強(qiáng)大引擎效能，必須“不忘初心”始終堅(jiān)守科學(xué)目標(biāo)重大性和帶動(dòng)性，通過其長期可持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)，為人類更加美好的未來作出里程碑式的科技貢獻(xiàn)。
