發(fā)展空間科學(xué)衛(wèi)星系列就是新時期的“兩彈一星”任務(wù)

吳季

空間科學(xué)是以航天器為主要平臺，研究發(fā)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(xué)以及生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)。

空間科學(xué)的研究領(lǐng)域既覆蓋宏觀的宇宙，也涉及生命起源以及暗物質(zhì)粒子，因此也是微觀物理世界的前沿。其中產(chǎn)生的任何重要突破，都將是基礎(chǔ)科學(xué)前沿的重大成果?？臻g科學(xué)不但是實(shí)現(xiàn)原始科學(xué)創(chuàng)新的重要領(lǐng)域，也是國家和政府在有組織、定向的重大基礎(chǔ)研究方面的主要抓手之一。

一方面，空間科學(xué)計(jì)劃與地面大科學(xué)裝置每個裝置個性獨(dú)立互不重復(fù)的特點(diǎn)不同，實(shí)施空間科學(xué)計(jì)劃具有一定的共性，比如每一項(xiàng)空間科學(xué)計(jì)劃都是一項(xiàng)航天工程任務(wù)，需要運(yùn)載火箭、發(fā)射場、衛(wèi)星、地面測控和運(yùn)行等方面的支持，這些支持設(shè)施都是相對通用的，具有很大的共性。此外，由于空間科學(xué)計(jì)劃投入大，風(fēng)險高，計(jì)劃、進(jìn)度和質(zhì)量的管理也具有共性。

另一方面，空間科學(xué)計(jì)劃又不同于常規(guī)的應(yīng)用衛(wèi)星任務(wù)，每一個科學(xué)任務(wù)的研究目標(biāo)（稱為“科學(xué)目標(biāo)”）均不相同，而且這些科學(xué)目標(biāo)會使用最先進(jìn)的探測儀器，在空間分辨率、時間分辨率、能譜或光譜分辨率與譜段、探測靈敏度、偏振、干涉、時間空間基準(zhǔn)、指向精度及穩(wěn)定度、采樣和傳輸數(shù)據(jù)率等各個方面，對衛(wèi)星平臺支持系統(tǒng)提出要求，并且這些要求會經(jīng)常變化和不斷提升，科學(xué)任務(wù)在空間的運(yùn)行軌道也會發(fā)生變化，有時會要求運(yùn)行在非常獨(dú)特的空間軌道上。所有這些，都對航天技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，這些技術(shù)挑戰(zhàn)要比常規(guī)的、批量生產(chǎn)的應(yīng)用衛(wèi)星任務(wù)復(fù)雜得多。由于科學(xué)目標(biāo)要求實(shí)現(xiàn)原始性的創(chuàng)新突破，其中大部分技術(shù)需求都會是世界首次，將引發(fā)顛覆性創(chuàng)新，如果實(shí)現(xiàn)則會成為國際領(lǐng)先的技術(shù)能力。

我國自“十二五”開始，由中科院組織實(shí)施空間科學(xué)衛(wèi)星系列計(jì)劃。任務(wù)實(shí)施機(jī)構(gòu)中科院國家空間科學(xué)中心，按照空間科學(xué)計(jì)劃的特點(diǎn)以及新的管理機(jī)制，成功實(shí)施了暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星（“悟空”）、“實(shí)踐十號”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（“墨子號”）和硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星（“慧眼”）4個科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，科學(xué)成果正在陸續(xù)發(fā)表。為落實(shí)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，中國科學(xué)院對發(fā)展空間科學(xué)衛(wèi)星系列進(jìn)行了部署，包括宇宙的起源、黑洞、引力波、系外行星探測、太陽系資源勘探、太陽爆發(fā)機(jī)理、地球空間暴及其粒子逃逸、水循環(huán)和全球變化的關(guān)系等，聚焦于重大基礎(chǔ)科學(xué)前沿問題，瞄準(zhǔn)重大原始創(chuàng)新突破。由此可見，空間科學(xué)計(jì)劃具備如下3個主要特點(diǎn)：

1.科學(xué)目標(biāo)瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)科學(xué)宏觀或微觀前沿，一旦突破將實(shí)現(xiàn)重大原始性創(chuàng)新，具有重大國際影響，使中國人在人類發(fā)展的歷史中，也可以作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2.空間科學(xué)計(jì)劃投入大，風(fēng)險高，不同計(jì)劃還具有共性，適合由政府或政府委托的機(jī)構(gòu)來組織實(shí)施，屬于典型的有組織的、定向的基礎(chǔ)研究。

3.空間科學(xué)計(jì)劃的實(shí)施過程中，可以帶動相關(guān)高技術(shù)的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)寓軍于民和軍民融合的最佳平臺，其作用是其他任務(wù)無法替代的。

根據(jù)上述特點(diǎn)，我們認(rèn)為空間科學(xué)計(jì)劃，在新的歷史條件下，在建設(shè)世界科技強(qiáng)國的過程中，定會產(chǎn)生像20世紀(jì)60年代我國“兩彈一星”任務(wù)一樣的重要作用。因此可以得出結(jié)論，發(fā)展空間科學(xué)衛(wèi)星系列就是新時期的“兩彈一星”任務(wù)。