載人航天、深空探測和科學(xué)衛(wèi)星三類任務(wù)中的空間科學(xué)

吳 季

1 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心 北京 100190

2 中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049

1 空間科學(xué)的起源與定義

從 1957 年 10 月發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星開始，人類就進(jìn)入了太空時(shí)代。當(dāng)時(shí)，人類對(duì)太空的了解非常少，如對(duì)電離層以外的空間環(huán)境如何、太陽輻射的粒子到達(dá)地球空間后如何運(yùn)動(dòng)還尚不清楚。因此，就應(yīng)運(yùn)而生了對(duì)空間開展直接研究的新學(xué)科，并被稱為空間研究（Space Research）。1958 年，在美蘇兩個(gè)航天大國和部分西方國家的倡議下，國際科學(xué)聯(lián)盟理事會(huì)（ICSU）成立了一個(gè)特別委員會(huì)來應(yīng)對(duì)當(dāng)時(shí)所有的學(xué)科聯(lián)盟都無法覆蓋的這個(gè)新研究領(lǐng)域。這就是現(xiàn)在空間科學(xué)領(lǐng)域唯一的國際組織“國際空間研究委員會(huì)”（COSPAR）①https://cosparhq.cnec.fr.。

此后，在美蘇的太空競賽中，雙方都在力爭太空領(lǐng)域中的第一。雖然無暇開展專門的太空研究，但是兩國在各種航天器上都力爭搭載了粒子探測器、磁場探測器和其他空間環(huán)境探測載荷，并獲得了大量的針對(duì)空間環(huán)境的原位（in-situ）探測數(shù)據(jù)。由此誕生了以研究空間為主要目標(biāo)的學(xué)科，逐漸濃縮為空間物理學(xué)或空間等離子體物理學(xué)。

在之后的數(shù)十年中，空間物理學(xué)一直是空間科學(xué)的核心學(xué)科。從對(duì)地球空間中等離子體及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，逐漸拓展到對(duì)地球空間以外的從太陽上層大氣到太陽系邊界的整個(gè)行星際空間，也拓展到了月球、水星、金星、火星、木星和土星及其衛(wèi)星周邊的空間環(huán)境。

人類在初步了解了太空的環(huán)境以后，開始利用飛行器的平臺(tái)從事天文觀測。該觀測方法的優(yōu)點(diǎn)是可以突破大氣層對(duì)電磁波某些頻段的阻隔，如甚低頻電磁波頻段、比毫米波頻率還要高的太赫茲頻段，以及紫外頻段及以上的 X 射線和伽馬射線。為此，美國在 20 世紀(jì) 60——70 年代建立了 3 個(gè)天文衛(wèi)星系列，分別是太陽觀測平臺(tái)、天文觀測平臺(tái)和高能觀測平臺(tái)。這使得空間天文學(xué)成為空間物理學(xué)之后空間科學(xué)領(lǐng)域的又一個(gè)重要分支。與空間物理學(xué)不同的是，很多用于天文領(lǐng)域研究的望遠(yuǎn)鏡仍然在地面上，因此天文衛(wèi)星往往并不是空間天文學(xué)領(lǐng)域的大多數(shù)科學(xué)家唯一可以獲得數(shù)據(jù)的來源。

幾乎與對(duì)地球空間的探測同步展開的，太空競賽期間，美蘇最大的競爭方向是深空探測。月球、金星、火星、小行星，以及之后的太陽系邊界探測，都給對(duì)行星的研究帶來了大量的新數(shù)據(jù)——不僅僅是那里的空間環(huán)境和遙感數(shù)據(jù)，更重要的是實(shí)現(xiàn)著陸之后獲得的巖石、土壤和地質(zhì)信息。這使得大量地球化學(xué)科學(xué)家、地質(zhì)地理科學(xué)家加入到了空間研究的隊(duì)伍，促進(jìn)了空間科學(xué)另一個(gè)分支學(xué)科——行星科學(xué)的發(fā)展。

與空間科學(xué)領(lǐng)域其他分支學(xué)科的發(fā)展不同，空間地球科學(xué)對(duì)地球系統(tǒng)的研究的起步是由于遙感應(yīng)用衛(wèi)星的發(fā)展。居高臨下是從太空觀測地球的優(yōu)勢。從數(shù)百公里高的軌道上飛過，你可以看到數(shù)千公里范圍內(nèi)的地面上正在發(fā)生著什么。當(dāng)然，如果天氣不好（如有云），光學(xué)遙感器就無法觀測了。但是對(duì)氣象預(yù)報(bào)，從這個(gè)高度哪怕是觀測云頂?shù)囊苿?dòng)和變化，都非常有用?？茖W(xué)家還在紫外波段的遙感觀測中發(fā)現(xiàn)了臭氧洞。這些應(yīng)用數(shù)據(jù)逐漸積累，直到推動(dòng)了空間地球科學(xué)作為空間科學(xué)中一門比較新的、利用遙感衛(wèi)星研究地球系統(tǒng)變化的學(xué)科的確立。

在載人航天起步的時(shí)候，微重力和空間生命科學(xué)的研究同時(shí)開始起步。因?yàn)檩d人航天的實(shí)際需求非常迫切，這兩個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究從一開始就有明確的應(yīng)用目標(biāo)，即服務(wù)于載人航天任務(wù)。然而，它們和同樣具有應(yīng)用意義的空間地球科學(xué)不一樣。對(duì)地球空間科學(xué)而言，遙感圖像具有非常直接的“看圖識(shí)字”功能，甚至不需要研究就可以識(shí)別出目標(biāo)（如臺(tái)風(fēng)）。但是，在太空中的微重力環(huán)境下，當(dāng)?shù)厍虮砻婺?1 G 的重力加速度的“面紗”被揭開以后，“物質(zhì)（特別是流體）以及生命體在無重力干擾的情況下的運(yùn)動(dòng)本質(zhì)到底是什么？”是需要開展大量研究的。特別是對(duì)復(fù)雜的人體系統(tǒng)，更是需要不斷的、深入的研究，這被稱為航天醫(yī)學(xué)。這就推動(dòng)了微重力和空間生命科學(xué)兩個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。

可見空間科學(xué)成為一個(gè)新興的、交叉的，且包含眾多學(xué)科分支（空間物理學(xué)、空間天文學(xué)、行星科學(xué)、空間地球科學(xué)、微重力和空間生命科學(xué)，以及基礎(chǔ)物理試驗(yàn)）的科學(xué)領(lǐng)域，是伴隨著人類進(jìn)入太空的步伐逐漸發(fā)展起來的。如果用一句話來定義空間科學(xué)，就是：利用航天器為主要平臺(tái)，研究發(fā)生在日地空間、行星際空間乃至整個(gè)宇宙空間的物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)和生命科學(xué)等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的綜合性交叉學(xué)科[1]。

2 載人航天任務(wù)的特點(diǎn)

載人航天任務(wù)因?yàn)橛腥藚⑴c，使其具有了很高的公眾關(guān)注度。載人航天在發(fā)展初期雖然受到了冷戰(zhàn)和太空競賽的驅(qū)動(dòng)，但是在一定程度上也反映了人類的探索精神。蘇聯(lián)在載人航天領(lǐng)域的零的突破，美國“阿波羅計(jì)劃”將人類首次送上月球，仍然是他們至今還在享用的政治資本。因此，載人航天任務(wù)的最大特點(diǎn)就是其公眾關(guān)注度高帶來的政治性。

然而，要想取得公眾的關(guān)注度，就必須不斷地實(shí)現(xiàn)突破，為公眾帶來新的關(guān)注熱點(diǎn)，而不是重復(fù)那些已經(jīng)做過的、毫無新意的任務(wù)。但是，當(dāng)主體變更了以后，盡管某些技術(shù)能力仍在使用。例如，楊利偉在 2003 年實(shí)現(xiàn)了中國人獨(dú)立自主的天地往返，雖然比蘇聯(lián)的加加林晚了 42 年，但仍然可以在中國人心中激勵(lì)起自豪感。再如，印度如能在未來 5——7 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)自主的載人天地往返，雖然比加加林晚了 60 多年、比中國晚了 20 年，但仍會(huì)在印度人心中激勵(lì)起自豪感。因此，載人航天的公眾性是由執(zhí)行任務(wù)的主體而決定的，具有地域和民族性。當(dāng)然，如果想引起全人類的公眾的關(guān)注，載人航天就必須實(shí)現(xiàn)人類的第一次。

如果是在同一個(gè)地域和國家內(nèi)，載人航天要持續(xù)保持公眾的關(guān)注度，就一定要有不斷的突破。例如，從單人 1 天到多人多天、從男航天員到女航天員、從艙內(nèi)活動(dòng)到出艙活動(dòng)、從單艙到多艙的交會(huì)對(duì)接，直至空間站建設(shè)等。但是，這些都是技術(shù)性的突破，并不是空間科學(xué)研究的突破。

必須承認(rèn)，利用載人航天平臺(tái)，即使是在設(shè)施最為完善的、長期有人照料的空間站上開展空間科學(xué)研究，也是有一定的限制邊界的。這種限制首先是來自軌道。載人航天平臺(tái)由于要確保航天員少受太空粒子輻射，以及要避免來自大量低軌道地球衛(wèi)星碰撞的威脅，通常選擇 400 公里高度左右的傾斜軌道。這個(gè)軌道對(duì)于空間天文學(xué)、空間物理學(xué)、空間地球科學(xué)的科學(xué)目標(biāo)而言總是單一的和受限的。此外，載人航天平臺(tái)需要不斷地進(jìn)行軌道維持，以及生命保障系統(tǒng)各種設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此對(duì)具有高精度指向要求的天文望遠(yuǎn)鏡，以及高微重力水平要求的物理試驗(yàn)來說，載人航天平臺(tái)也不是一個(gè)很好的工作環(huán)境?？梢?，載人航天平臺(tái)只能為一部分空間科學(xué)觀測和試驗(yàn)提供支持。當(dāng)然，如果某項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)必須要有人的照料才能完成，那么載人航天平臺(tái)則一定是首選。但是，由于上述這些限制，在空間站上開展的空間科學(xué)試驗(yàn)，較難實(shí)現(xiàn)重大的科學(xué)突破?；仡檱H空間站運(yùn)行 20 年后的科學(xué)產(chǎn)出，應(yīng)該是應(yīng)用成果多于對(duì)科學(xué)前沿的突破。

然而，空間科學(xué)研究確實(shí)可以為載人航天的發(fā)展提供一個(gè)不重復(fù)、可持續(xù)的工作方向。比如，當(dāng)一個(gè)空間站已經(jīng)建成，不斷的技術(shù)突破暫時(shí)停滯時(shí)，航天員在空間站上開展的各種科學(xué)試驗(yàn)，就可以為公眾不斷地提供關(guān)注點(diǎn)，繼續(xù)維持載人航天的公眾性這個(gè)特點(diǎn)。

3 深空探測任務(wù)的特點(diǎn)

深空探測任務(wù)是人類進(jìn)入太陽系的機(jī)器人“偵查兵”。與載人航天任務(wù)不同，我們這里所說的深空探測是無人深空探測任務(wù)，包括對(duì)月球、火星，以及對(duì)太陽系其他天體的抵達(dá)探測，但不包括對(duì)太陽的遙感探測。對(duì)太陽的遙感探測，無論是在地球軌道上，還是飛臨太陽附近的抵近探測，都屬于科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)?？梢?，并不是所有深空軌道的任務(wù)都是深空探測任務(wù)。比如，有些定位于日地系統(tǒng)拉格朗日 L1 或 L2 點(diǎn)的空間天文衛(wèi)星任務(wù)，就是空間科學(xué)任務(wù)。深空探測任務(wù)是以行星科學(xué)和空間物理學(xué)為學(xué)科背景、到達(dá)太陽系中一個(gè)獨(dú)特的地點(diǎn)、同時(shí)具有第一次到達(dá)和科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn)[2]。

人類在進(jìn)入空間時(shí)代之后，幾乎已經(jīng)飛臨甚至著陸探測了太陽系當(dāng)中所有八大行星以及部分它們的衛(wèi)星，包括月球、水星、金星、火星、木星及其系統(tǒng)中的 4 顆伽利略衛(wèi)星、土星、天王星和海王星，并在月球、金星、火星，土衛(wèi)六和幾個(gè)小行星上成功著陸，還實(shí)現(xiàn)了月球樣品和小行星樣品的采樣返回。但是，人類對(duì)太陽系及其起源和演化的規(guī)律了解仍然太少。即使是同一個(gè)天體，在不同的地點(diǎn)著陸都會(huì)獲得高度的公眾關(guān)注和全新的科學(xué)認(rèn)知。例如，盡管人類早在 20 世紀(jì) 60 年代就實(shí)現(xiàn)了載人登月，但是嫦娥四號(hào)無人探測器在月球背面的著陸，仍然是人類的第一次和重大的突破，引起了高度的公眾關(guān)注度，并獲得了新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

由此可見，深空探測任務(wù)只要選擇了新的目的地——無論是飛越、環(huán)繞還是著陸，實(shí)現(xiàn)了人類的第一次，就可以獲得很高的公眾關(guān)注度。因此，與載人航天任務(wù)相似，公眾關(guān)注度是深空探測任務(wù)需要考慮的重要因素和不容忽視的目標(biāo)。但深空探測任務(wù)同時(shí)也要關(guān)注這個(gè)第一次到達(dá)的地點(diǎn)所帶來的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。如果僅僅是為了達(dá)到，而沒有新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，公眾就會(huì)質(zhì)疑到那里去的目的是什么？公眾對(duì)任務(wù)的關(guān)注度也自然就會(huì)降低。因此，科學(xué)目標(biāo)一定是伴隨深空任務(wù)的重要目標(biāo)。到太陽系中一個(gè)人類還沒有去過的地方實(shí)現(xiàn)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，才是深空探測任務(wù)的完整定義和內(nèi)涵。

因?yàn)椴粩嘤行碌哪康牡?，以及不斷產(chǎn)出新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，深空探測任務(wù)的可持續(xù)性是比較容易把握的。這主要是得益于太陽系的宏大和其中各種類型天體的眾多。至少到現(xiàn)在，我們總是可以找到新的、有重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)意義的目的地。

4 科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)的特點(diǎn)

科學(xué)衛(wèi)星以突破重大科學(xué)前沿為首要目標(biāo)。與載人航天和深空探測任務(wù)不同，科學(xué)衛(wèi)星是以科學(xué)目標(biāo)為最主要目標(biāo)的航天任務(wù)。自人類進(jìn)入太空開始，科學(xué)衛(wèi)星就是一類非常獨(dú)特并且始終占有主要航天國家和機(jī)構(gòu)預(yù)算一部分的重要任務(wù)類型。在美國國家航空航天局（NASA），科學(xué)衛(wèi)星的預(yù)算在全部預(yù)算中大約占 30%。在歐洲空間局（ESA），科學(xué)衛(wèi)星（不包括空間地球科學(xué)、微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)）占全部預(yù)算的約 15%。

科學(xué)衛(wèi)星以科學(xué)目標(biāo)的重大性為主要立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。雖然并沒有把公眾的關(guān)注度放在首位，但是一旦其實(shí)現(xiàn)了重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，或科學(xué)前沿的重大突破，特別是一旦其成果獲得了諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)，將會(huì)產(chǎn)生更加突出的公眾效應(yīng)。實(shí)際上，自人類進(jìn)入太空時(shí)代以來，已經(jīng)有大約 10 個(gè)科學(xué)衛(wèi)星取得的科學(xué)成果獲得了諾貝爾獎(jiǎng)[3]。因此，科學(xué)衛(wèi)星在立項(xiàng)遴選時(shí)，需要特別關(guān)注其科學(xué)目標(biāo)的重大性。

科學(xué)衛(wèi)星根據(jù)其科學(xué)目標(biāo)的需求，可以選擇任意軌道，如大橢圓地球軌道、月球軌道、日地系統(tǒng)拉格朗日點(diǎn)軌道、脫離黃道面的太陽極軌，以及其他行星際軌道?？茖W(xué)衛(wèi)星上的科學(xué)載荷，往往要突破觀測和探測精度的極限，從而獲得超過前人的數(shù)據(jù)精度，實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。因此，每顆科學(xué)衛(wèi)星對(duì)空間技術(shù)都有其特殊的需求，往往并不重復(fù)。這對(duì)航天工程設(shè)計(jì)師特別是科學(xué)有效載荷的設(shè)計(jì)師會(huì)提出挑戰(zhàn)，并對(duì)航天技術(shù)發(fā)展有很強(qiáng)的帶動(dòng)作用。但是評(píng)價(jià)一顆科學(xué)衛(wèi)星是否成功的標(biāo)準(zhǔn)，絕不是它實(shí)現(xiàn)了哪些技術(shù)突破和創(chuàng)新，而是它是否有新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和對(duì)已知理論的修正甚至突破。如果是以技術(shù)突破和試驗(yàn)為主，科學(xué)研究為輔的衛(wèi)星任務(wù)，則不應(yīng)被稱為是科學(xué)衛(wèi)星，而應(yīng)稱其為技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。

5 未來發(fā)展和政策建議

我國包含空間科學(xué)內(nèi)容的航天任務(wù)由載人航天、深空探測和科學(xué)衛(wèi)星三類任務(wù)構(gòu)成。因此，在規(guī)劃、部署這三類任務(wù)時(shí)，為了確保其能夠高效的利用國家財(cái)政資源，發(fā)揮最大的政治作用和科學(xué)技術(shù)產(chǎn)出，就需要根據(jù)它們各自的特點(diǎn)，加以區(qū)別并通過不同的政策來給予激勵(lì)和管理。下面就此提出 4 個(gè)方面的建議。

5.1 載人航天任務(wù)需要更加關(guān)注人與科學(xué)應(yīng)用試驗(yàn)的結(jié)合

我國的空間站建設(shè)已經(jīng)接近尾聲，即將進(jìn)入一個(gè)以應(yīng)用為重點(diǎn)的運(yùn)行階段。因此，需要重點(diǎn)考慮有人參與的空間科學(xué)試驗(yàn)。并充分發(fā)揮空間站平臺(tái)大、傾斜軌道的特點(diǎn)，大力開展由載荷科學(xué)家參與的基礎(chǔ)性的、需要反復(fù)和長時(shí)間探索的流體物理和生命科學(xué)試驗(yàn)，并力爭獲得重大科學(xué)突破和可推廣的重大應(yīng)用成果[4]。為了確保試驗(yàn)項(xiàng)目科學(xué)目標(biāo)的重大性，應(yīng)組織開展公開遴選和征集，同時(shí)為每一個(gè)試驗(yàn)設(shè)立載荷科學(xué)家，由其全權(quán)負(fù)責(zé)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、研制和操作運(yùn)行。

在空間站艙外平臺(tái)開展對(duì)地觀測新型遙感器的試驗(yàn)和空間分辨率要求不高的天文巡天觀測也是很好的任務(wù)方向。由于空間站運(yùn)行在傾斜軌道上，遙感器可以在大約 90 分鐘內(nèi)就掃過不同的日照角度，并且經(jīng)過地球的公轉(zhuǎn)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全天區(qū)的天文觀測覆蓋，其比較適合開展對(duì)地觀測和巡天觀測的試驗(yàn)項(xiàng)目。其中，遙感器的試驗(yàn)仍屬于技術(shù)試驗(yàn)類型，而不是科學(xué)研究，更像是為對(duì)地觀測領(lǐng)域的科學(xué)或應(yīng)用衛(wèi)星做前期技術(shù)試驗(yàn)。而天文巡天觀測，由于平臺(tái)穩(wěn)定性的限制，可以開展對(duì)空間分辨率要求不高的科學(xué)觀測任務(wù)。

此外，即使是在空間站的運(yùn)行階段，還是不能忘記圍繞人做更多的文章。比如，接受國際宇航員入站、建立中國空間站與國際空間站之間的熱線電話、開展超過 180 天（甚至打破人類記錄）的航天員逗留、接待非航天員游客的短期逗留、地面上疑難病癥在太空的治療等。

在載人航天領(lǐng)域，最為激勵(lì)中國公眾的下一步的發(fā)展方向，應(yīng)該是載人登月。

5.2 深空探測任務(wù)要實(shí)現(xiàn)首次達(dá)到與科學(xué)發(fā)現(xiàn)并重

我國已經(jīng)成功掌握了月球探測的相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“繞、落、回”，并發(fā)射了數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星來支持在月球背面開展的探測活動(dòng)。未來的月球探測任務(wù)，應(yīng)更偏重于對(duì)月球資源的原位利用領(lǐng)域的研究和技術(shù)開發(fā)，為載人登月和未來的月球旅游做好準(zhǔn)備。因此，未來的深空探測任務(wù)需要不斷地向遠(yuǎn)走，發(fā)揮人類第一次到達(dá)的公眾關(guān)注效應(yīng)。火星的樣品返回自然是首選，但是由于火星是很可能存在地外生命的天體，必須高度關(guān)注探測器對(duì)火星的前向污染和返回樣品對(duì)地球可能帶來的后向污染。前向污染會(huì)使返回的樣品和科學(xué)發(fā)現(xiàn)變成“烏龍”事件；后向污染則可能會(huì)對(duì)地球帶來不可估量的生物入侵災(zāi)難。

其他能夠?qū)崿F(xiàn)第一次達(dá)到的，或具有新的視角的目的地在太陽系內(nèi)還很多。特別是著陸探測應(yīng)該作為我國深空探測的一大優(yōu)勢加以發(fā)揮。未來，應(yīng)該繼承天問一號(hào)“三步并一步”的優(yōu)勢，加快趕超的步伐，對(duì)所選天體盡量能實(shí)現(xiàn)到達(dá)即著陸，并確保實(shí)現(xiàn)公眾關(guān)注度和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的均衡發(fā)展。

為了實(shí)現(xiàn)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，所有深空探測任務(wù)在立項(xiàng)初期就要確定整個(gè)任務(wù)的首席科學(xué)家，并在首席科學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)下開展目標(biāo)或著陸點(diǎn)的選擇、科學(xué)有效載荷的配置、研制中和科學(xué)產(chǎn)出相關(guān)的各類技術(shù)指標(biāo)的把控、到達(dá)后任務(wù)運(yùn)行的規(guī)劃，直至科學(xué)數(shù)據(jù)的分析和組織。與載人航天任務(wù)不同的是，深空探測往往是一個(gè)任務(wù)一個(gè)目標(biāo)，因此需要任命整個(gè)任務(wù)的首席科學(xué)家。

5.3 科學(xué)衛(wèi)星要以其科學(xué)產(chǎn)出為最終評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

科學(xué)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要點(diǎn)是要有重大科學(xué)產(chǎn)出。因此，為了確?？茖W(xué)產(chǎn)出的最大化，應(yīng)該對(duì)科學(xué)衛(wèi)星的科學(xué)產(chǎn)出進(jìn)行全價(jià)值鏈的管理。包括從戰(zhàn)略規(guī)劃、項(xiàng)目建議、遴選、預(yù)研、遴選、背景型號(hào)、遴選、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)、發(fā)射、在軌測試、運(yùn)行、任務(wù)總結(jié)的全過程。在每一個(gè)階段，都應(yīng)該有確?？茖W(xué)產(chǎn)出最大化的措施[5]。

科學(xué)衛(wèi)星需要設(shè)立首席科學(xué)家。與載人航天中的單項(xiàng)試驗(yàn)的科學(xué)家，以及深空探測任務(wù)的首席科學(xué)家不同，科學(xué)衛(wèi)星的首席科學(xué)家應(yīng)該具有一票否決權(quán)。這是因?yàn)榭茖W(xué)衛(wèi)星的目標(biāo)是以科學(xué)產(chǎn)出的重大性為衡量標(biāo)準(zhǔn)的，而首席科學(xué)家是對(duì)此目標(biāo)負(fù)責(zé)的最終責(zé)任人。

目前，我國的科學(xué)衛(wèi)星在中國科學(xué)院和國家航天局都有規(guī)劃，但是要想使其得到可持續(xù)的發(fā)展，必須確保其科學(xué)產(chǎn)出的重大化。因此，需要相關(guān)管理部門認(rèn)真研究在科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目的各個(gè)階段如何來確?？茖W(xué)產(chǎn)出最大化的措施。

5.4 確保載人航天任務(wù)的科學(xué)產(chǎn)出是統(tǒng)籌發(fā)展的核心

為實(shí)現(xiàn)我國空間科學(xué)的良性發(fā)展，還需要對(duì)這三類航天任務(wù)中的空間科學(xué)統(tǒng)籌考慮。由于載人航天在這三類航天任務(wù)中政治性、公眾性最高，經(jīng)費(fèi)投入最大。為了確保其可持續(xù)性，除了不斷提升航天員活動(dòng)的水平以外，空間科學(xué)起著很重要的作用。因此，任何空間科學(xué)任務(wù)目標(biāo)，如果能夠在載人空間站上實(shí)現(xiàn)的，都要優(yōu)先考慮將其放在空間站上來實(shí)施；只有不適合在空間站上實(shí)施的空間科學(xué)任務(wù)再考慮放到其他兩類任務(wù)上來實(shí)施。至于深空探測和科學(xué)衛(wèi)星，它們各自有相對(duì)獨(dú)立的定位，相互交叉的科學(xué)目標(biāo)不多。深空探測任務(wù)主要瞄準(zhǔn)需要實(shí)際到達(dá)才能實(shí)現(xiàn)的科學(xué)目標(biāo)，而科學(xué)衛(wèi)星更關(guān)注不需要實(shí)際到達(dá)（或根本無法達(dá)到）就可完成的科學(xué)目標(biāo)，如天文和系外行星探測任務(wù)等。

6 結(jié)語

在我國三類包括空間科學(xué)內(nèi)容的航天任務(wù)中，由于其各自特點(diǎn)的不同，空間科學(xué)在其中所占的比重或重要性是不同的。如果用比例數(shù)字大致概括投入到空間科學(xué)相關(guān)活動(dòng)，包括項(xiàng)目遴選、載荷研制、發(fā)射運(yùn)行和科學(xué)研究等的比重：在載人航天任務(wù)中，空間科學(xué)可以占到大約 30% 的比重；特別是到了空間站階段，具有科學(xué)研究性質(zhì)的試驗(yàn)所占的比重有可能增加。在深空探測任務(wù)中，空間科學(xué)相關(guān)的活動(dòng)應(yīng)該占到 50% 的比重——因?yàn)橛珊教旒夹g(shù)來確保實(shí)現(xiàn)的第一次到達(dá)和由首席科學(xué)家及其團(tuán)隊(duì)確保的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，兩者缺一不可。而在科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)中，對(duì)空間科學(xué)的重視程度需占到超過 70% 的比重，其他不到 30% 是為了確?？茖W(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)而必須采用的技術(shù)創(chuàng)新和對(duì)航天技術(shù)的帶動(dòng)作用。

我國航天事業(yè)正處在一個(gè)高速發(fā)展的階段。習(xí)近平總書記在 2016 年的“科技三會(huì)”上明確指出要“推動(dòng)空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展”。我們?cè)诼鋵?shí)習(xí)近平總書記重要指示的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)不同的航天任務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，恰當(dāng)且實(shí)事求是地制定政策和措施，確保我國的空間科學(xué)得到全面和可持續(xù)的發(fā)展。