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国内空间科学任务战略规划特点
中国科学院自 2006 年起,开始牵头开展我国的空间科学规划研究,先后出版了《中国至 2050 年空间科技发展路线图》(英文版)《2016—2030 空间科学规划研究报告》等。对利用空间飞行器可以开展的科学前沿进行了深入分析和探讨,分学科领域制定了 23 项科学计划。中国科学院实施的“空间科学”战略性先导科技专项的空间科学任务,就是从规划当中的部分项目中遴选出来的。
空间科学任务战略规划的经验及规律
从国外航天发达国家和我国在空间科学规划过程中的经验,可以得出 3 条重要的规律和结论。①科学规划必须瞄准重大科学前沿,力求引导科学家在后续提出的科学任务中,将科学目标凝聚在有重大产出的科学前沿上,确保未来实施的科学任务产出的质量高、影响力大。②在规划中需要达成广泛共识,这样就可以确保未来提出的科学任务有更多科学家参与,以及更多人参与到任务科学数据分析中来,从而带来更大量的科学产出。③科学规划要有一定的灵活性,可以根据科学前沿的变化进行必要调整,不至于错过带有一定机会性的、突破科学前沿的重大机遇。这 3 点是空间科学任务生命周期战略规划阶段中的管理要点,以最大限度地确保科学产出的最大化。
任务建议书的征集和遴选
任务建议书的征集
空间科学任务生命周期的第一个节点是任务建议书的征集和遴选。这个节点对任务的全价值链管理至关重要。在战略规划的基础上,专业化的管理机构发布任务申请指南,或者直接在战略规划的基础上进行任务建议书的征集。任务建议书的征集一般采取“自下而上”的方式,这种方式是空间科学任务管理的核心要素之一。如果由管理机关“自上而下”安排任务,往往会出现 2 个弊病:①确定任务的领导并不是最终的数据用户;②当最终的数据用户,也就是科学研究群体仅仅是被动的参与任务时,产出的质量和数量都会大打折扣。因此,为了确保科学产出的最大化,任务的建议书应该充分发挥研究群体的积极性,采取“自下而上”的征集方式,而不是“自上而下”的命令方式。
无论是在航天发达国家或地区(如美国、欧洲),还是在中国,征集到的建议书数量总是远远大于能够资助的任务数量。这就为从中遴选出优秀的、具有重大科学突破影响力和带动性的任务奠定了基础。如果最终提交的建议书中所需经费少于国家拟投入空间科学的预算,无法再次遴选,政府不得不照单全收,其结果将会大大降低空间科学预期的产出,影响公众对空间科学的支持力度,使其无法可持续发展。
任务建议书的遴选
在发布了任务申请指南之后,专业化管理机构需要对提交的建议书进行遴选。这将是整个生命周期中最重要的,具有指挥棒作用的管理环节。在遴选之前,遴选标准应公开发布,以便让所有参加遴选的建议团队了解其导向。参照国际上通常的惯例,我国在遴选空间科学任务时采用 2 条基本的标准:①注重其科学目标的重大性,看是否针对重大科学前沿问题,一旦取得突破,能否从根本上改变人类对自然规律的认识,带来新的知识。②注重其科学目标的带动性,是否能够有尽可能多的人参与数据分析,长期使用这个科学观测或试验平台,产出数量较大的科学成果。这 2 个标准只要满足其一即可,如果两者都满足将是非常值得优选的重要科学任务,在 NASA 可能会成为旗舰类任务,而在 ESA 大部分 L 级别的任务都能同时满足这 2 个条件。
在以上 2 个遴选标准之外,专业性的管理机构往往还需要考虑空间科学领域各个分支学科的平衡发展问题。即当某个分支学科需要特别给予支持时,可以考虑适当降低以上 2 条标准的要求,进行综合考虑。
总之,在这个节点,空间科学任务的专业管理机构在管理上需要特别关注的 2 点:①确保任务建议书是“自下而上”提出的;②按照上述 2 个标准遴选,择优进入下一个资助阶段。需要避免的是不经过遴选,由领导决定任务的优先权,这样做将会抵消遴选的权威性。命令式的遴选虽然加强了领导的权威性,但其效果会使得科学任务的建议团队跳过管理机构直接找领导,不仅领导无法面对这种形式的“公关”干扰,还会导致遴选结果的公平性、公正性受到很大影响。因此,建立公平、公正和公开的遴选程序,事先公布遴选标准是必要的管理程序。
预研及背景型号阶段
通过遴选进入预研、背景型号阶段的空间科学任务,最主要的研究目标就是凝练科学目标,进行科学有效载荷的配置并对载荷的关键技术进行攻关。在预研阶段,研究工作的重点更偏重于观测、探测、实验方案,以及科学目标的凝练,而在背景型号阶段则更偏重于关键技术。
在预研及背景型号阶段中,管理工作的要点主要包括:跟踪和检查科学目标的凝练,使其更加向上文提及的 2 个遴选标准靠拢或提升;协助和鼓励国际合作以及组织国际化的研讨与论证,使方案成为国际唯一,使载荷的技术指标达到国际最优。