科学卫星的独特使命

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作者：吴季

中国科学院空间科学先导专项一期负责人





“十二五”期间，我国发射了“悟空”、“墨子”、“实践十号”和“慧眼”四颗科学卫星，实现了我国科学卫星零的突破，已经并持续产出了一系列科学成果，得到国际科技界的广泛关注。我认为，空间科学卫星就是新时期的“两弹一星”。空间科学作为实现基础研究重大突破的主力军，对我国是否能够实现建设世界科技强国的目标至关重要，就像20世纪60年代“两弹一星”任务对国家所起的作用一样。

空间科学是利用航天器为主要平台，研究发生在地球、日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学以及生命等自然现象及其规律的科学。因为科学探索和研究瞄准重大前沿的突破，所以空间科学是我国基础研究领域工作的一部分。同时，获取科学数据需要利用运载火箭进入太空，需要航天器平台为科学探测器提供电源、所需的温度环境和稳定及准确的姿态、天地测控和数据传输等技术支持，因此它也是国家航天事业的一部分。

很多人有这样的疑问：我国已经是空间技术大国，每年发射的卫星数量在国际上排在前列。为什么还说我国空间科学只处于起步阶段？这里我们要澄清一个误区，空间科学卫星与应用卫星有一样之处，又不同于常规的应用卫星——每一个空间科学任务的研究目标（称为“科学目标”）均不相同。但这并不是说空间科学卫星只对基础研究有意义，它对航天技术的拉动是巨大的。例如，为了实现科学目标会使用最先进的探测仪器，在空间分辨率、时间分辨率、能谱或光谱分辨率与谱段、探测灵敏度、偏振、干涉、时间空间基准、指向精度及稳定度、采样和传输数据率等各个方面，对卫星平台支持系统都提出新要求，并且这些要求会经常变化和不断提升，科学任务在空间的运行轨道也会发生变化，有时会要求运行在非常独特的空间轨道上。所有这些，都对航天技术提出了新的挑战，这些技术挑战要比常规的、批量生产的应用卫星任务复杂得多。由于科学目标要求实现原始性的创新突破，其中大部分技术需求都会是世界首次，将引发颠覆性创新，如果实现则会成为国际领先的技术能力。

正是看到空间科学对基础研究和技术进步的作用，世界主要发达国家都在空间科学卫星上投入很大。比如美国NASA的年度预算今年已经超过200亿美元，其中就有约1/3用于科学卫星和空间站上的科学实验，2000年以来共实施了92项科学卫星计划，发射了超过100颗科学卫星。欧洲空间局（ESA）和日本在空间科学领域也都有稳定的投入，每年发射多颗科学卫星。

与自由探索类的基础研究相比，空间科学大多属于由政府主导的、有组织的定向基础研究。我们建议科技部在国家重大科技专项中增设“空间科学2030”专项，确保投入加大和稳定可持续的支持，改五年计划为中长期规划加每年征集并遴选，坚持重大性和带动性两条遴选标准，继续由专业机构组织实施，发挥我国在体制上的优越性，通过政府投入的、有组织定向基础研究，实现我国在重大科学前沿的突破。在今年的两会上，我也提交了这一建议的书面提案。

结合我们的工作实际，我认为，专项实施中需要特别注意保持符合科学卫星特点的管理方式。首先，要确保自下而上的任务征集方式，这是保护科学团队积极性、确保产出最大化的最好方式。但这种征集方式是有组织的，特别需要政府和专业管理机构，组织专家通过战略研讨和规划，通过发布指南的方式瞄准重大的科学前沿。其次，要确保首席科学家在任务实施前期和后期的领导权和在研制阶段的监督权。再次，科学卫星发射之后的管理非常重要，不能把成功发射作为任务结束的标志。发射后要持续跟踪数据处理和应用过程，协助首席科学家组织科学数据的分析与研究、统计科学论文数量和影响度，并在任务设计寿命中止后考虑是否延寿运行、扩大产出。

与空间科学发达国家相比，中国的空间科学发展还处于起步阶段，但已经有了一个很好的开端。只要我们不断总结经验，按照科学规律，就可以推动其健康发展，使中国空间科学事业逐渐走到世界舞台的中央，为中华民族的伟大复兴、为建设世界科技强国作出应有的和不可替代的贡献。

来源：光明日报