自第一顆人造地球衛(wèi)星成功發(fā)射開辟“空間時代”的新紀(jì)元以來，人類的活動不斷向深空延伸，太空成為人類生存發(fā)展的第四疆域。
如今，空間科學(xué)已然成為世界強(qiáng)國爭相研究的前沿和熱點(diǎn)學(xué)科，同時也是各國競相展示科技實(shí)力的舞臺，更是引領(lǐng)世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動力，在社會經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。而其中，國際合作成為空間科學(xué)項目的必然趨勢。
從開先河的“雙星計劃”，到全面深化的SMILE計劃；從初具規(guī)模的南美實(shí)驗室，到史無前例的國際子午圈；從凝聚雙方共同愿景的中美空間科學(xué)青年領(lǐng)軍人物論壇，到達(dá)成實(shí)質(zhì)合作的中俄空間科學(xué)雙邊研討會……
近年來，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心不斷加強(qiáng)國際合作的技術(shù)創(chuàng)新作用，圍繞國家戰(zhàn)略需求，面向世界科技前沿，加強(qiáng)重大國際科技活動的參與和謀劃，推進(jìn)以我為主的國際空間科學(xué)合作，搭建平等合作、互利共贏的合作平臺，雙邊合作與多邊合作并舉，項目合作與吸納優(yōu)秀人才相結(jié)合，開展了全方位、多層次、高水平、寬領(lǐng)域、重實(shí)效的國際空間科學(xué)合作，大幅提升了自主創(chuàng)新能力和國際科技競爭能力。
“雙星”為橋 連通世界
若提及我國在空間科學(xué)衛(wèi)星探測領(lǐng)域的國際合作，一個名字是繞不過去的——它就是被載入史冊的“地球空間雙星探測計劃”，即“雙星計劃”。
作為我國第一個以科學(xué)目標(biāo)為牽引的衛(wèi)星工程，同時也是以我方為主的我國與歐洲空間局合作開展的重大國際合作探測計劃，即便是在開展的十多年后，“雙星計劃”依然在空間科學(xué)國際合作層面發(fā)揮著舉足輕重的引領(lǐng)作用。
自1957年第一顆人造地球衛(wèi)星成功發(fā)射以來，人類空間活動事實(shí)表明，地球空間環(huán)境探測起著越來越重要的作用。為了推動地球空間探測研究的發(fā)展，國際上提出和實(shí)現(xiàn)了一系列空間科學(xué)探測計劃。
我國雖是一個空間大國，但在空間探測方面與空間強(qiáng)國相比還有相當(dāng)大的差距，這也正是限制我國空間科學(xué)發(fā)展的主要因素之一。因此，發(fā)展我國的空間探測和科學(xué)研究，迅速提高我國空間科學(xué)研究的水平就成為了當(dāng)務(wù)之急。
1997年4月，中國科學(xué)院院士劉振興首次提出“雙星計劃”。2001年7月，中國航天局與歐洲空間局正式簽署“雙星計劃”合作協(xié)議，目標(biāo)是探測研究地球空間人類未探測的重要空間區(qū)域，研究地球空間場和粒子擾動變化的不同時空尺度的物理過程。
“雙星計劃”由兩顆衛(wèi)星組成，一顆為赤道衛(wèi)星，即探測1號，于2003年12月31日發(fā)射成功；另一顆為極軌衛(wèi)星，即探測2號，于2004年7月25日成功發(fā)射。這兩顆衛(wèi)星的軌道覆蓋了當(dāng)時人類還未探測的地球空間區(qū)域，通過它們的配合，可以同時探測與地球空間暴發(fā)生有關(guān)的重要區(qū)域。
“雙星計劃”的兩顆衛(wèi)星不僅運(yùn)行壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計劃壽命，而且共獲取了520GB以上的探測數(shù)據(jù)，足足為原計劃探測數(shù)據(jù)量的3倍。同時，計劃還取得了多項重大科學(xué)和技術(shù)成果，特別是與歐洲空間局的“星簇計劃”一起，首次實(shí)現(xiàn)了人類歷史上地球空間的“六點(diǎn)協(xié)調(diào)探測”，并提出了亞暴觸發(fā)的新理論——“鋒面理論”，在國際空間科學(xué)研究領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。
鑒于卓越的科學(xué)和技術(shù)成果，“雙星計劃”獲得2010年中國國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎；同時，“雙星計劃”還與“星簇計劃”一道，摘下了國際宇航科學(xué)院（IAA）頒發(fā)的“2010年杰出團(tuán)隊成就獎”。
“雙星計劃”的引領(lǐng)與示范意義首先表現(xiàn)在為我國后續(xù)的空間科學(xué)探測發(fā)展提供了有益的經(jīng)驗：其所建立的以科學(xué)目標(biāo)為牽引的科學(xué)衛(wèi)星立項程序、首席科學(xué)家模式、科學(xué)運(yùn)行和數(shù)據(jù)中心以及國際合作等方面的經(jīng)驗，已經(jīng)被我國政府主管部門和有關(guān)空間科學(xué)探測計劃所采納，如“嫦娥工程”、中俄火星聯(lián)合探測計劃“螢火一號”等，都采用和借鑒了“雙星計劃”的模式。
更為重要的是，“雙星計劃”填補(bǔ)了我國空間探測領(lǐng)域幾十年來的空白，開辟了空間科學(xué)衛(wèi)星系列的先河，讓中國的空間科學(xué)在國際上有了一席之地，展示了我國的實(shí)力和水平，提高了我國與歐洲空間局空間合作的層次以及我國在國際空間物理界的地位和作用。
可以說，正是“雙星計劃”這座橋梁，讓世界認(rèn)識了中國的空間科學(xué)。
中歐攜手 實(shí)現(xiàn)共贏
“雙星計劃”仿佛一把鑰匙，打開了我國空間科學(xué)國際交流的大門。此后，我國開始與眾多空間科學(xué)技術(shù)相對成熟的國家和地區(qū)一道，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，互通有無，共同致力于空間科學(xué)進(jìn)步。
其中，最為“親密”的合作伙伴當(dāng)屬歐洲空間局。在“雙星計劃”成功合作的基礎(chǔ)上，中國科學(xué)院和歐洲空間局之間合作的大幕才算剛剛開啟。
2015年，一項由空間中心和歐洲空間局科學(xué)部（SRE）聯(lián)合開展的“中歐聯(lián)合空間科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)”千呼萬喚始出來。該衛(wèi)星任務(wù)計劃在空間天文、太陽物理、空間物理、太陽系探測或空間基礎(chǔ)物理領(lǐng)域提出其科學(xué)目標(biāo)，初定于2021年發(fā)射。
在這個聯(lián)合衛(wèi)星任務(wù)征集中，一個名為“太陽風(fēng)—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星”的計劃（SMILE）由于其獨(dú)一無二的探測方式和蘊(yùn)含的全新科學(xué)突破，從13個任務(wù)建議中脫穎而出。
SMILE計劃將利用創(chuàng)新的X射線和紫外成像儀器，首次對太陽風(fēng)和地球磁層之間的相互作用進(jìn)行全球成像，這對人類進(jìn)一步了解太陽活動對地球等離子體環(huán)境和空間天氣的影響具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。而SMILE計劃也成為繼 “雙星計劃”后的又一大型空間探測國際合作項目。
值得關(guān)注的是，“中歐聯(lián)合空間科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)”的合作比“雙星計劃”更進(jìn)一步，中國和歐洲科學(xué)界將在該任務(wù)的整個生命周期內(nèi)，包括研究、定義、實(shí)施、運(yùn)行和科學(xué)數(shù)據(jù)利用階段，聯(lián)合對其進(jìn)行定義、實(shí)施和數(shù)據(jù)利用，這就使其成為目前國際上合作程度最高的項目之一，并極有可能創(chuàng)造新的空間科學(xué)合作典范。
此外，瑞士作為歐洲空間局的成員國之一，與中方同樣合作頻繁。在空間科學(xué)先導(dǎo)專項暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”方面，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)就參與其中。由于日內(nèi)瓦大學(xué)有著研制該種探測器并成功上天的經(jīng)驗，因此此次合作可以避免整個工程走彎路，同時也可大幅度提高“悟空”徑跡的測量精度。
2013年9月，瑞士聯(lián)邦政府航天辦公室在訪問中國科學(xué)院時，與中方達(dá)成共識，認(rèn)為應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)中瑞兩國在空間層面的合作。于是，2014年9月和2018年9月，中瑞空間科學(xué)雙邊研討會先后在伯爾尼和北京召開。研討會旨在進(jìn)一步加強(qiáng)中瑞在空間科學(xué)領(lǐng)域開展實(shí)質(zhì)性合作，并達(dá)成了初步合作意愿及共識。
全面合作 遍地開花
實(shí)際上，在中歐之外，中國也在不斷擴(kuò)大空間科學(xué)“朋友圈”，與諸多國家都開展了廣泛的空間科學(xué)項目合作，且均取得了不俗成績。其中最具顯示度的，還要數(shù)與俄羅斯、美國以及巴西之間的合作。
“螢火一號”是中俄兩國開展的火星聯(lián)合探測計劃。其中，俄羅斯負(fù)責(zé)研制福布斯探測器（Phobos），在火衛(wèi)一上著陸、采集土壤并運(yùn)輸返回至地球，同時利用火衛(wèi)一探測火星的空間環(huán)境。中國負(fù)責(zé)研制“螢火一號”火星探測器，進(jìn)入環(huán)繞火星軌道，對火星的空間環(huán)境如火星的弓激波、火星磁鞘、電離層等進(jìn)行獨(dú)立而深入的探測研究。
雖然搭載“螢火一號”的火星探測器發(fā)射失敗，但不可否認(rèn)這依然是中俄兩國在空間科學(xué)領(lǐng)域里一次重量級合作，并且僅僅是中俄合作的開始。
2015年年初，第一屆中俄空間科學(xué)雙邊研討會在北京成功召開。經(jīng)過交流研討，雙方在四個領(lǐng)域的諸多方向上形成了初步合作共識，擬在空間科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)設(shè)計、儀器研發(fā)、載荷搭載、科學(xué)數(shù)據(jù)分析等方面開展全面合作。
與中俄方面的實(shí)質(zhì)合作相比，雖然中美在官方層面的空間科學(xué)合作尚未展開，但就“民間”層面而言，溝通與交流從未間斷。中美雙方科學(xué)家不僅在國際會議上頻繁地進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，更是通過相互訪問表達(dá)了期待合作的強(qiáng)烈意向。
中美空間科學(xué)青年領(lǐng)軍人物論壇正是這一愿景下的產(chǎn)物。論壇由空間中心和美國科學(xué)院空間研究委員會于2013年共同發(fā)起，自2014年5月舉辦第一屆后，至今已成功舉辦8屆。論壇旨在為中美優(yōu)秀青年科學(xué)家搭建交流平臺，開拓中美空間科學(xué)領(lǐng)域合作的新渠道，對于中美空間科學(xué)領(lǐng)域合作的開展具有破冰意義。
當(dāng)然，除了與發(fā)達(dá)國家開展頻繁的國際合作，中國與發(fā)展中國家間的空間科學(xué)合作同樣風(fēng)生水起，其中最具代表性的莫過于中巴合作。
2014年8月6日，中國—巴西空間天氣聯(lián)合實(shí)驗室/中國科學(xué)院南美空間天氣實(shí)驗室（簡稱南美實(shí)驗室）正式揭牌。作為中科院“率先行動”計劃在南美洲建設(shè)布局的海外科教基地之一，南美實(shí)驗室旨在利用中巴獨(dú)特域互補(bǔ)優(yōu)勢，開展近地空間環(huán)境探測與研究。
啟動建設(shè)至今，在巴西政府的大力支持下，實(shí)驗室現(xiàn)已經(jīng)初具規(guī)模，所有監(jiān)測設(shè)備均已通過技術(shù)驗收轉(zhuǎn)入正式科學(xué)運(yùn)行，并成功獲取到了我國在南美地區(qū)自主探測的第一手空間環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以監(jiān)測從地表到百公里大氣以及幾百公里電離層的空間環(huán)境參數(shù)，填補(bǔ)了我國空間天氣研究南美地區(qū)數(shù)據(jù)缺失的空白。
更為重要的是，南美實(shí)驗室作為中國與巴西及其周邊國家空間環(huán)境地基探測與研究等相關(guān)資源共享的重要合作交流平臺，對于推動以我國為主的空間科學(xué)重大國際合作計劃——國際子午圈大科學(xué)計劃有重要意義。
國際子午 輻射全球
近30年來，國際上實(shí)施了一系列地球空間系統(tǒng)大科學(xué)計劃，推動了地球空間災(zāi)害研究進(jìn)步，在各自領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。
然而，這些計劃大多聚焦于地球空間系統(tǒng)的區(qū)域性或單學(xué)科研究，既無法獲得地球空間全球圖像，也無法跟蹤傳播演化全過程，對認(rèn)知地球空間災(zāi)害的貢獻(xiàn)有限。并且，絕大多數(shù)國際計劃運(yùn)行缺乏穩(wěn)定的資金支持和對參與方的強(qiáng)約束，因而往往與預(yù)期目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。
近十年來，我國在“十二五”期間建成了空間環(huán)境地基監(jiān)測綜合子午鏈——子午工程，并將于“十三五”期間建設(shè)子午工程二期�？梢哉f，這項工作為以我為主，聯(lián)合圈上國家和地區(qū)，以地基子午圈協(xié)同監(jiān)測為核心，發(fā)起聚焦于地球空間系統(tǒng)的國際大科學(xué)計劃奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。
2018年3月，國務(wù)院印發(fā)《積極牽頭組織國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程方案》，鼓勵科學(xué)家以實(shí)現(xiàn)重大科學(xué)問題的原創(chuàng)性突破為目標(biāo)，牽頭組織大科學(xué)計劃，推動世界科技創(chuàng)新與進(jìn)步、應(yīng)對人類社會面臨的共同挑戰(zhàn)。
至此，實(shí)施國際子午圈大科學(xué)計劃的時機(jī)可謂真正成熟了。
國際子午圈計劃將以子午工程為基礎(chǔ)，聯(lián)合120°E+60°W子午圈上的國家和地區(qū)，發(fā)展多臺站、鏈網(wǎng)式、多學(xué)科交叉的協(xié)同監(jiān)測能力，建立國際子午圈信息共享和人才培養(yǎng)平臺，促進(jìn)地球空間系統(tǒng)全球行為及多圈層耦合研究，提高共同應(yīng)對地球空間傳統(tǒng)與非傳統(tǒng)災(zāi)害的能力。
為了更好地實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)，國際子午圈計劃設(shè)計了“四大平臺、一個組織”的組織思路，包括協(xié)同監(jiān)測平臺、科學(xué)研究平臺、信息共享平臺、人才培養(yǎng)平臺和國際子午圈計劃組織。
歸根結(jié)底，國際子午圈計劃的大科學(xué)問題，就是要探索人類賴以生存的大氣和地球空間系統(tǒng)的基本物理規(guī)律，大幅度提升人類對空間環(huán)境的認(rèn)知能力，以應(yīng)對地球空間系統(tǒng)的傳統(tǒng)自然災(zāi)害和非傳統(tǒng)自然災(zāi)害。
而解決這一大科學(xué)問題，就需要集聚子午圈上所有國家的智力資源。因此可以預(yù)見，不論是從合作國家數(shù)量還是合作深度而言，國際子午圈計劃都將是史無前例的。
目前，我國已經(jīng)就國際子午圈計劃與巴西（巴西國家空間研究院）、俄羅斯（伊爾庫斯克日地物理研究所和極地研究所）、美國（麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)洛杉磯分校）、加拿大（加拿大空間局）、澳大利亞（澳大利亞氣象局、阿德萊德大學(xué)）以及歐洲非相干散射雷達(dá)組織（EISCAT）、國際日地物理委員會（SCOSTEP）等國家空間機(jī)構(gòu)或科研團(tuán)隊建立了良好合作關(guān)系。2012年8月美國發(fā)布的《太陽與空間物理十年發(fā)展規(guī)劃》，更將國際子午圈計劃列為兩個最重要的國際合作項目之一。
如果說子午工程一期使國際地球空間環(huán)境監(jiān)測和研究中心開始向中國轉(zhuǎn)移，子午工程二期將完成這個重心的轉(zhuǎn)移，那么國際子午圈計劃就是向國際輻射，凝聚全球智慧的子午三部曲終曲。
它的實(shí)施第一次使了解空間天氣全球結(jié)構(gòu)的時空變化規(guī)律成為可能，是世界空間天氣地基綜合監(jiān)測史上從未有過的創(chuàng)新，必將大幅提升我國在國際空間界的地位和影響力。
中國聲音 響徹國際
我國在空間科學(xué)方面地位的不斷提升，除了表現(xiàn)在與各國紛紛開展全方位、多層次、高水平、寬領(lǐng)域、重實(shí)效的合作，還體現(xiàn)在我國空間科學(xué)的國際顯示度越來越高，科學(xué)家在國際空間科學(xué)研究機(jī)構(gòu)中的地位不斷提升。
2018年7月15日，第42屆國際空間研究委員會（COSPAR）大會在美國洛杉磯帕薩迪納召開。經(jīng)COSPAR理事會成員選舉，空間中心主任王赤，當(dāng)選為COSPAR執(zhí)行局委員。
在國際空間科學(xué)界，COSPAR大會是當(dāng)之無愧規(guī)模最大、最為重要的學(xué)術(shù)會議，它每兩年舉辦一次，至今已經(jīng)舉辦了42屆。其中，第36屆COSPAR大會于2006年在北京召開，這也是這一盛會首次“花落”我國。
中國學(xué)者在空間科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行如此大規(guī)模的國際交流，是本次大會最直接的收獲。同時，大會還為我國近年來在載人航天、“雙星計劃”等重大空間科學(xué)計劃中所取得的研究成果提供了最有力的展示平臺，加強(qiáng)了公眾對空間科學(xué)研究成果的關(guān)注和對青少年加入科研隊伍的吸引與激勵。
此次會議也獲得了國際上的廣泛贊譽(yù)。COSPAR主席曾多次在公開場合表示這次大會是里程碑式的、歷史上最好的一次。通過這次大會，國際空間科學(xué)領(lǐng)域?qū)ξ覈臻g科學(xué)與研究的了解得到加強(qiáng)，中國在國際空間研究領(lǐng)域的地位也得到進(jìn)一步提高。
作為COSPAR中國委員會秘書處的掛靠單位，空間中心一直鼓勵青年科學(xué)家參與COSPAR的學(xué)術(shù)活動，推薦空間領(lǐng)域科學(xué)家在COSPAR任職，積極發(fā)揮引領(lǐng)作用。
而另一個國際性高水平盛會“花落”中國更進(jìn)一步彰顯了我國與日俱增的空間強(qiáng)國地位：2016年美國電子與電氣工程師協(xié)會IEEE國際地球科學(xué)與遙感大會（IGARSS 2016）在北京召開。
IGARSS每年召開一次，從1981年至今已經(jīng)舉辦了38屆，是全球該領(lǐng)域最具影響力的學(xué)術(shù)會議。此次中國申辦團(tuán)隊由空間中心和復(fù)旦大學(xué)牽頭，中科院遙感所、對地觀測與數(shù)字地球中心等單位組成，并得到中科院電子所、航天科技集團(tuán)公司以及多所高校的大力支持。
IGARSS 2016的成功申辦，毫無疑問大大增加了我國在地球科學(xué)與遙感領(lǐng)域的參與度與國際知名度，極大地促進(jìn)了我國在該領(lǐng)域更深、更廣泛的國際合作和交流，從而提升了我國在該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用水平。
一方面是主辦空間科學(xué)領(lǐng)域具有廣泛影響力的盛會，另一方面則是積極推動國際空間科學(xué)研究機(jī)構(gòu)與中國的“聯(lián)姻”。
2013年7月，國際空間科學(xué)研究所—北京（ISSI-BJ）在空間中心揭牌成立，標(biāo)志著國際空間科學(xué)研究所（ISSI）批準(zhǔn)設(shè)立的首個也是目前唯一的分支機(jī)構(gòu)“落戶”中國。
成立5年來，ISSI-BJ已經(jīng)為十余個空間科學(xué)衛(wèi)星計劃建議組織召開了國際論壇，開展科學(xué)目標(biāo)、技術(shù)需求、國際合作等方面的深入研討和國際咨詢論證，與ISSI聯(lián)合舉辦了3次國際研討會，同時組織了針對空間科學(xué)的系列科普活動。
可以說，ISSI-BJ為中國空間科學(xué)領(lǐng)域開展國際化水平研究提供了重要平臺，也為中國空間科學(xué)走向世界和世界了解中國空間科學(xué)發(fā)展提供了重要窗口。
此外，中國空間科學(xué)家也越來越多地在國際組織與機(jī)構(gòu)擔(dān)任重要職務(wù)，這一切無不彰顯著中國在空間強(qiáng)國道路上的穩(wěn)步前進(jìn)。
空間中心主任王赤不僅擔(dān)任COSPAR執(zhí)行局委員，同時也是聯(lián)合國外空委國際空間天氣起步計劃（ISWI）執(zhí)委、國際與日共存計劃委員會（ILWS）執(zhí)委；空間中心副主任董曉龍剛剛當(dāng)選為IEEE地球科學(xué)與遙感學(xué)會北京分會主席……
通過對國際合作的機(jī)制、平臺、人才隊伍的建設(shè)，推動重點(diǎn)國際合作項目與大型國際合作計劃的實(shí)施，空間中心在國際合作方面的運(yùn)行機(jī)制日趨成熟，正發(fā)展成為我國空間科學(xué)領(lǐng)域國際合作的重要基地與窗口，逐步向具有國際聲譽(yù)和地位的空間科學(xué)研究機(jī)構(gòu)大步邁進(jìn)。■