科學衛星的獨特使命
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作者：吳季
中國科學院空間科學先導專項一期負責人
「十二五」期間，我國發射了「悟空」、「墨子」、「實踐十號」和「慧眼」四顆科學衛星，實現了我國科學衛星零的突破，已經並持續產出了一系列科學成果，得到國際科技界的廣泛關注。我認為，空間科學衛星就是新時期的「兩彈一星」。空間科學作為實現基礎研究重大突破的主力軍，對我國是否能夠實現建設世界科技強國的目標至關重要，就像20世紀60年代「兩彈一星」任務對國家所起的作用一樣。
空間科學是利用航天器為主要平台，研究發生在地球、日地空間、行星際空間乃至整個宇宙空間的物理、天文、化學以及生命等自然現象及其規律的科學。因為科學探索和研究瞄準重大前沿的突破，所以空間科學是我國基礎研究領域工作的一部分。同時，獲取科學數據需要利用運載火箭進入太空，需要航天器平台為科學探測器提供電源、所需的溫度環境和穩定及準確的姿態、天地測控和數據傳輸等技術支持，因此它也是國家航天事業的一部分。
很多人有這樣的疑問：我國已經是空間技術大國，每年發射的衛星數量在國際上排在前列。為什麼還說我國空間科學只處於起步階段？這裡我們要澄清一個誤區，空間科學衛星與應用衛星有一樣之處，又不同於常規的應用衛星——每一個空間科學任務的研究目標（稱為「科學目標」）均不相同。但這並不是說空間科學衛星只對基礎研究有意義，它對航天技術的拉動是巨大的。例如，為了實現科學目標會使用最先進的探測儀器，在空間解析度、時間解析度、能譜或光譜解析度與譜段、探測靈敏度、偏振、干涉、時間空間基準、指向精度及穩定度、採樣和傳輸數據率等各個方面，對衛星平台支持系統都提出新要求，並且這些要求會經常變化和不斷提升，科學任務在空間的運行軌道也會發生變化，有時會要求運行在非常獨特的空間軌道上。所有這些，都對航天技術提出了新的挑戰，這些技術挑戰要比常規的、批量生產的應用衛星任務複雜得多。由於科學目標要求實現原始性的創新突破，其中大部分技術需求都會是世界首次，將引發顛覆性創新，如果實現則會成為國際領先的技術能力。
正是看到空間科學對基礎研究和技術進步的作用，世界主要發達國家都在空間科學衛星上投入很大。比如美國NASA的年度預算今年已經超過200億美元，其中就有約1/3用於科學衛星和空間站上的科學實驗，2000年以來共實施了92項科學衛星計劃，發射了超過100顆科學衛星。歐洲空間局（ESA）和日本在空間科學領域也都有穩定的投入，每年發射多顆科學衛星。
與自由探索類的基礎研究相比，空間科學大多屬於由政府主導的、有組織的定向基礎研究。我們建議科技部在國家重大科技專項中增設「空間科學2030」專項，確保投入加大和穩定可持續的支持，改五年計劃為中長期規劃加每年徵集並遴選，堅持重大性和帶動性兩條遴選標準，繼續由專業機構組織實施，發揮我國在體制上的優越性，通過政府投入的、有組織定向基礎研究，實現我國在重大科學前沿的突破。在今年的兩會上，我也提交了這一建議的書面提案。
結合我們的工作實際，我認為，專項實施中需要特別注意保持符合科學衛星特點的管理方式。首先，要確保自下而上的任務徵集方式，這是保護科學團隊積極性、確保產出最大化的最好方式。但這種徵集方式是有組織的，特別需要政府和專業管理機構，組織專家通過戰略研討和規劃，通過發布指南的方式瞄準重大的科學前沿。其次，要確保首席科學家在任務實施前期和後期的領導權和在研製階段的監督權。再次，科學衛星發射之後的管理非常重要，不能把成功發射作為任務結束的標誌。發射後要持續跟蹤數據處理和應用過程，協助首席科學家組織科學數據的分析與研究、統計科學論文數量和影響度，並在任務設計壽命中止後考慮是否延壽運行、擴大產出。
與空間科學發達國家相比，中國的空間科學發展還處於起步階段，但已經有了一個很好的開端。只要我們不斷總結經驗，按照科學規律，就可以推動其健康發展，使中國空間科學事業逐漸走到世界舞台的中央，為中華民族的偉大復興、為建設世界科技強國作出應有的和不可替代的貢獻。
來源：光明日報
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