累計(jì)研發(fā)星載探測儀器60余種,承擔(dān)100多顆衛(wèi)星400多臺載荷研制任務(wù);入軌載荷占比超過95%;擁有國際先進(jìn)/國內(nèi)唯一的定標(biāo)和測試實(shí)驗(yàn)室10余個(gè);榮獲國家級特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng),獲國家專利授權(quán)35項(xiàng)……
這一串串?dāng)?shù)字是成績、是榮譽(yù)、是肯定,同時(shí)也是天基空間環(huán)境探測北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(簡稱實(shí)驗(yàn)室)向國家空間科學(xué)交出的一份完美答卷。
行業(yè)引領(lǐng)者
2015年5月,經(jīng)北京市科委認(rèn)定,天基空間環(huán)境探測北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正式成立。
雖然北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室掛牌至今僅有短短的3年時(shí)間,但其背后的中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心空間環(huán)境探測研究室(簡稱探測室)卻是我國空間環(huán)境探測領(lǐng)域里當(dāng)之無愧的開創(chuàng)者和引領(lǐng)者。
上世紀(jì)70年代,以“實(shí)踐一號”第一次開展在軌空間環(huán)境探測為發(fā)端,我國空間環(huán)境探測研究在空間中心萌芽初現(xiàn)。1992年,為滿足載人航天工程任務(wù)的需要,當(dāng)時(shí)的空間中心整合各探測儀器研制課題組科研人員和試驗(yàn)設(shè)備,成立了探測室。
在探測室創(chuàng)始人、空間中心研究員朱光武看來,探測室就是要致力于發(fā)展國際一流或領(lǐng)先的天基載荷技術(shù)及其數(shù)據(jù)分析處理方法,為空間環(huán)境或空間天氣、氣象和海洋環(huán)境的監(jiān)測、研究和預(yù)報(bào)提供一手?jǐn)?shù)據(jù),支撐空間物理研究、航天保障、氣象和海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)。
近半個(gè)世紀(jì)以來,探測室累計(jì)研發(fā)星載探測儀器60余種,承擔(dān)了載人航天、探月工程、北斗工程、子午工程、垂直探測、戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中俄聯(lián)合火星探測、中歐合作地球空間雙星探測計(jì)劃、風(fēng)云系列、遙感系列、實(shí)踐系列、電磁試驗(yàn)衛(wèi)星等100余顆衛(wèi)星(飛船)400多臺載荷的研制任務(wù),并承擔(dān)了973計(jì)劃、863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)國家重大基礎(chǔ)前沿課題。
在長期的探索與創(chuàng)新中,探測室也按探測手段與對象,將研究內(nèi)容凝練為三大方向的7項(xiàng)技術(shù),覆蓋了日地空間的全部圈層,并延伸到了深空和大氣海洋探測。
其中,粒子輻射及效應(yīng)探測領(lǐng)域包括高能粒子及中性原子探測、等離子體探測、中性大氣探測3個(gè)研究方向;空間短波光學(xué)探測領(lǐng)域包括太陽輻射探測和大氣光學(xué)探測2個(gè)研究方向;空間無線電探測領(lǐng)域包括GNSS遙感探測和電磁脈沖探測2個(gè)研究方向。
截至2017年年底,探測室共獲得國家級特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng),部委級一等獎(jiǎng)8項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)。獲國家專利授權(quán)35項(xiàng),其中2項(xiàng)獲中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。
創(chuàng)新生力軍
自成立以來,天基空間環(huán)境探測北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以探測室為依托,堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),在全部7個(gè)研究方向上均取得重要進(jìn)展,為引領(lǐng)我國天基空間環(huán)境探測邁入國際先進(jìn)水平,支持國家航天能力提升發(fā)揮了重要的作用。
2013年9月23日,實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的國際首臺GPS/BDS兼容的GNSS掩星探測儀GNOS I,伴隨著風(fēng)云三號C星成功發(fā)射升空。這不僅是國際首臺兼容GPS和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的GNSS探測儀,還在國際上首次實(shí)現(xiàn)了利用BDS星載定位。
“風(fēng)云三號C星GNOS I數(shù)據(jù)產(chǎn)品不僅通過了中國氣象局?jǐn)?shù)值天氣預(yù)報(bào)中心的質(zhì)量評估,于2016年6月在我國全球數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用,也得到了ECMWF、WEGC、EUMETSAT等國際組織機(jī)構(gòu)的高度認(rèn)可,于2018年開始在ECMWF、德國的數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用。”提及這一創(chuàng)新成果,實(shí)驗(yàn)室主任、空間中心研究員孫越強(qiáng)難掩自豪。
2017年11月15日,實(shí)驗(yàn)室自主研制的電離層光度計(jì)隨風(fēng)云三號D星發(fā)射升空,這也是我國首次在衛(wèi)星上用光學(xué)遙感探測技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電離層的監(jiān)測。
“電離層光度計(jì)的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際同類最高水平,并獲得了我國首個(gè)電離層氮氧濃度比圖。此外,它還將與掩星配合實(shí)現(xiàn)電離層立體探測,使我國成為第二個(gè)具備天基電離層立體探測能力的國家。”孫越強(qiáng)如是說。
2018年2月2日,我國首顆電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號”成功發(fā)射。在其搭載的8種載荷中,就有實(shí)驗(yàn)室自主研制的朗繆爾探針和等離子體分析儀。
“阻滯勢分析器填補(bǔ)了我國此項(xiàng)載荷技術(shù)的空白,朗繆爾探針更是首次星上探測。”孫越強(qiáng)介紹。
自2018年2月6日開機(jī)工作以來,兩臺儀器的工程參數(shù)正常,科學(xué)數(shù)據(jù)連續(xù)穩(wěn)定,并獲得了我國首個(gè)全球原位電離層分布圖,為電離層動(dòng)力學(xué)、地震前兆、航天工程等研究提供了必要的數(shù)據(jù)支撐,將有望促進(jìn)空間天氣學(xué)、地震科學(xué)等多學(xué)科發(fā)展,具有非常重要的科學(xué)和工程意義。
年輕新勢力
截至目前,實(shí)驗(yàn)室共有專職科研人員77人,其中正高級技術(shù)職稱16人、副高級技術(shù)職稱25人,副高級技術(shù)職稱以上(含)人員占比53.2%,對應(yīng)7個(gè)研究方向,形成正高帶頭、年齡結(jié)構(gòu)合理的創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)。
在這支空間環(huán)境探測“夢之隊(duì)”中,最為引人注目的一點(diǎn)是40歲以下科研人員占比足足達(dá)到了75.3%。
“實(shí)驗(yàn)室里年輕人員很多,所以這是一股具有無限創(chuàng)造力的力量。”同樣身為“年輕一員”的實(shí)驗(yàn)室副主任張賢國告訴我們。
也正是這支年輕隊(duì)伍,通過在研工程型號載荷的設(shè)計(jì)、研制、測試等工作,在實(shí)驗(yàn)物理、工程管理方面得到了充分鍛煉,逐漸開始在實(shí)驗(yàn)物理和工程管理方面承擔(dān)重任,獨(dú)當(dāng)一面。
雖然足夠年輕,但卻“胸有溝壑”。團(tuán)隊(duì)成員數(shù)年如一日的集智攻關(guān),既耐得住寂寞,又扛得住壓力,將空間中心人“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)”的精神發(fā)揮到了極致。
實(shí)驗(yàn)室主任孫越強(qiáng),在不知何時(shí)才能“上星”的情況下,十三年如一日堅(jiān)持掩星探測研究,憑借著一股子韌勁兒,終于將國際首臺GPS/BDS兼容的GNSS掩星探測儀送上了太空;實(shí)驗(yàn)室成員曹光偉,為了研制任務(wù)甚至“錯(cuò)過”了自己的婚禮,只為保障工程能按進(jìn)度完成……
這股年輕新勢力也得到了探測室“老領(lǐng)導(dǎo)”朱光武的高度贊譽(yù):“他們很年輕,他們生機(jī)勃勃,他們扛得住壓力并在各自領(lǐng)域不斷創(chuàng)新。”
擁有人才更要塑造人才。實(shí)驗(yàn)室十分注重青年骨干人才的培養(yǎng),為實(shí)驗(yàn)室做好人才梯隊(duì)建設(shè)。
“我們制定了外派青年骨干人才到國外相關(guān)單位進(jìn)行訪學(xué)的體制,鼓勵(lì)在職提升學(xué)歷水平、參加國際會議,給予青年骨干承擔(dān)重任的鍛煉機(jī)會。此外,實(shí)驗(yàn)室還制定了科研人員發(fā)表論文和申請專利等成果的獎(jiǎng)勵(lì)措施,以鼓勵(lì)科研人員進(jìn)行研究成果的轉(zhuǎn)化。”孫越強(qiáng)介紹。
與此同時(shí),實(shí)驗(yàn)室的各主要單元也都在積極推動(dòng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè),探索技術(shù)和研究、協(xié)作和管理方面的創(chuàng)新,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室各研究單元的創(chuàng)新能力的提升,并在各研究單元間交流創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)經(jīng)驗(yàn),以推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的可持續(xù)發(fā)展!