最近，由上海研制的空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星不斷傳來(lái)驚喜：在國(guó)際上首次獲得寬視場(chǎng)X射線聚焦成像天圖、打破人類探測(cè)伽馬射線暴的亮度紀(jì)錄、獲得我國(guó)首幅太陽(yáng)過(guò)渡區(qū)圖像、國(guó)產(chǎn)量子磁力儀首次空間應(yīng)用并獲得全球磁場(chǎng)勘測(cè)圖……
      
這顆重量只有620公斤的衛(wèi)星上，搭載了多達(dá)15個(gè)有效載荷。更值得一提的是，這些載荷來(lái)自18家不同科研機(jī)構(gòu)，涉及近10個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，仿佛五湖四海的乘客共同“包機(jī)”，去往太空完成各自不同的使命。這些新載荷、新技術(shù)由各參與方自主投入，不少是“從0到1”的創(chuàng)新，通過(guò)試驗(yàn)星將創(chuàng)新技術(shù)快速集成并進(jìn)行飛行驗(yàn)證，可加快關(guān)鍵核心技術(shù)從基礎(chǔ)研究到在軌應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。
      
隨著航天科技、空間科學(xué)的快速發(fā)展和未來(lái)空間產(chǎn)業(yè)的加速布局，科研領(lǐng)域希望上天觀測(cè)、驗(yàn)證的新技術(shù)新想法層出不窮。當(dāng)通過(guò)爭(zhēng)取國(guó)家項(xiàng)目上天的機(jī)會(huì)“一票難求”，一種通過(guò)“眾籌”方式獲得太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)驗(yàn)證機(jī)會(huì)的科研范式正悄然冒頭。
      
上天驗(yàn)證需求旺盛機(jī)會(huì)難求
      
2020年，愛因斯坦探針衛(wèi)星（EP）總設(shè)計(jì)師、中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院新技術(shù)中心主任張永合冒出了一個(gè)有點(diǎn)離經(jīng)叛道的念頭：這顆科學(xué)衛(wèi)星研制難度極高，如果可以將其中一個(gè)寬視場(chǎng)X射線相機(jī)試驗(yàn)?zāi)�塊先送入太空，將為后續(xù)研發(fā)提供極大便利。
      
然而，這個(gè)想法一提出，就遭到了不小的“質(zhì)疑”：提前送儀器上天會(huì)增加工作量，影響整體進(jìn)度；這種做法超出既有操作流程，會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)；僅為一臺(tái)設(shè)備發(fā)顆星不現(xiàn)實(shí)……
      
但好處也顯而易見：既可驗(yàn)證相關(guān)數(shù)據(jù)，證明技術(shù)的可行性，又可獲得科學(xué)數(shù)據(jù)，推動(dòng)在研項(xiàng)目的優(yōu)化。幾經(jīng)討論，大家最終決定一試。但擺在面前的最大困難在于，如何找到“同行者”。
      
與此同時(shí)，由中科院國(guó)家天文臺(tái)、北京大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)組成的太陽(yáng)觀測(cè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)，正在研發(fā)國(guó)際上首臺(tái)基于多層膜窄帶濾光技術(shù)的46.5納米極紫外太陽(yáng)成像儀（SUTRI）。這臺(tái)儀器可探測(cè)50萬(wàn)攝氏度左右的太陽(yáng)過(guò)渡區(qū)，科學(xué)價(jià)值非常高，團(tuán)隊(duì)也正苦于沒有上天驗(yàn)證的機(jī)會(huì)。
      
在尋覓“同行者”的過(guò)程中，張永合發(fā)現(xiàn)，不少實(shí)驗(yàn)室、研究機(jī)構(gòu)都遇到了類似的苦惱。近年來(lái)，國(guó)家加大了對(duì)空間領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、科技創(chuàng)新的投入，但這些創(chuàng)新成果從實(shí)驗(yàn)室走向太空，需要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的過(guò)程，最終能獲得上天機(jī)會(huì)的幸運(yùn)者很少。
      
十幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室“湊”一顆衛(wèi)星上天
      
2021年初，中國(guó)科學(xué)院“力箭一號(hào)”首飛工程立項(xiàng)，“眾籌”衛(wèi)星的計(jì)劃迎來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)�；�于“共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、科學(xué)優(yōu)先”的原則，中科院空天飛行科技中心主任、“力箭一號(hào)”運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師楊毅強(qiáng)愿為“眾籌”衛(wèi)星提供一次免票旅行。
      
這一計(jì)劃獲得了中國(guó)科學(xué)院的支持，院方發(fā)文在院內(nèi)征集“同行者”。很快，項(xiàng)目第一輪“海選”開始，一下子收到了上百份申請(qǐng)，報(bào)名之踴躍出乎張永合的意料。他們認(rèn)真篩選申請(qǐng)，并與入選團(tuán)隊(duì)一一接洽。
      
極紫外太陽(yáng)成像儀、國(guó)產(chǎn)量子磁力儀、伽馬暴探測(cè)載荷(HEBS)等，都來(lái)自首批“海選”項(xiàng)目。此后的在軌實(shí)驗(yàn)證明，這些原本散落在全國(guó)各實(shí)驗(yàn)室里的“明珠”，都成了這顆“眾籌”衛(wèi)星上的“主角”。
      
經(jīng)過(guò)一年多遴選，一起搭星上天的十幾個(gè)“同行者”終于湊齊。由于開創(chuàng)了一種從未有過(guò)的“湊”衛(wèi)星模式，張永合團(tuán)隊(duì)將這顆衛(wèi)星取名為“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星。
      
“‘創(chuàng)新X’，就是創(chuàng)新交叉、創(chuàng)新無(wú)極限之意。”張永合解釋，我國(guó)空間科學(xué)衛(wèi)星多采用專業(yè)衛(wèi)星的模式，比如太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星上所搭載的載荷均與太陽(yáng)研究相關(guān)，而讓天文、量子、遙感、在軌制造等不同領(lǐng)域的載荷“搭乘”同一顆衛(wèi)星，這還是第一次。
      
航班式“中試平臺(tái)”順應(yīng)創(chuàng)新需求
      
2022年7月27日“創(chuàng)新X”首發(fā)星升空后，EP試驗(yàn)?zāi)�塊很快就獲得了“首光”（first light）并傳回?cái)?shù)據(jù)。EP首席科學(xué)家袁為民興奮地說(shuō)：“距離夢(mèng)圓，從來(lái)沒有如此之近。”
      
此后半年，各種新技術(shù)得到驗(yàn)證、科學(xué)載荷獲得新發(fā)現(xiàn)的好消息，不斷傳回地面。不少科研團(tuán)隊(duì)紛紛來(lái)向中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新院打聽，“創(chuàng)新X”系列的第二顆星何時(shí)啟動(dòng)“眾籌”。
      
壽命只有一年半，這顆“湊”成的衛(wèi)星為何引起這么多的關(guān)注？張永合認(rèn)為，隨著我國(guó)科技水平的提高、創(chuàng)新能級(jí)的提升以及航天技術(shù)的發(fā)展，這種眾籌式、航班式的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)范式順應(yīng)了創(chuàng)新需求。作為一種適應(yīng)科技發(fā)展的新生事物，搭建太空中的“中試平臺(tái)”也成了眾望所歸的全新探索。
      
“一種空間科學(xué)儀器的研制，過(guò)去只能爭(zhēng)取納入專門的衛(wèi)星項(xiàng)目中，才可能獲得上天機(jī)會(huì)。一旦錯(cuò)過(guò)立項(xiàng)，再尋求上天機(jī)會(huì)就相當(dāng)困難。”張永合說(shuō)，這在一定程度上抑制了空間科學(xué)相關(guān)的創(chuàng)新熱情，“如果可以提供比較確定可及的空間驗(yàn)證機(jī)會(huì)，比如一年有兩三個(gè)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的‘航班’，科學(xué)家的創(chuàng)新熱情將會(huì)被充分激發(fā)出來(lái)”。
      
首次嘗試“眾籌”，張永合帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)特意對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)進(jìn)行了改造，讓相關(guān)系統(tǒng)變得更加通用，可以適應(yīng)不同“乘客”的需求，為新型載荷、新技術(shù)產(chǎn)品提供一種寬適應(yīng)、低成本、可持續(xù)的試驗(yàn)平臺(tái)——這種衛(wèi)星平臺(tái)可多次復(fù)用利用，也可根據(jù)需要進(jìn)行一些改造，無(wú)需像專門的科學(xué)衛(wèi)星那樣為載荷特別定制，即使臨時(shí)調(diào)換“乘客”，也能從容應(yīng)對(duì)。
      
投項(xiàng)目VS投機(jī)會(huì)，一張“星票”創(chuàng)新無(wú)限
      
想搭上“眾籌”衛(wèi)星的“航班”，科研團(tuán)隊(duì)究竟要出多少錢？張永合粗略計(jì)算了一張“星票”的成本：如果由30個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)平攤火箭、衛(wèi)星平臺(tái)、發(fā)射等費(fèi)用，每個(gè)團(tuán)隊(duì)大約需支付三四百萬(wàn)元。
      
在張永合看來(lái)，空間科學(xué)載荷的觀測(cè)需求包含了看太陽(yáng)、看宇宙、看地球等不同模式，只要合理規(guī)劃，每個(gè)載荷都可以在衛(wèi)星上找到合適的“座位”。而有些新技術(shù)、新產(chǎn)品的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，往往只持續(xù)幾天、幾個(gè)月，只要合理安排位次和時(shí)序，也能充分利用一次上天的機(jī)會(huì)來(lái)完成。隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，單個(gè)載荷的上天成本還有望進(jìn)一步降低。
      
“目前的科研經(jīng)費(fèi)大部分投向了科研項(xiàng)目本身，未來(lái)可將一部分經(jīng)費(fèi)投向創(chuàng)造科研的機(jī)會(huì)。”張永合說(shuō)，如果一顆衛(wèi)星可以提供二三十個(gè)上天的機(jī)會(huì)，每年有兩到三個(gè)固定“航班”，科學(xué)家可以像申請(qǐng)大科學(xué)裝置的機(jī)時(shí)一樣申請(qǐng)?zhí)�空�?shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，這將大大激發(fā)我國(guó)空間科學(xué)的創(chuàng)造力。