作者: 記者 唐琳 來源: 發(fā)布時間:2018-11-13 15:29:15
天基空間環(huán)境探測北京市重點實驗室:
繪就空間環(huán)境探測新藍圖

 
累計研發(fā)星載探測儀器60余種,承擔100多顆衛(wèi)星400多臺載荷研制任務;入軌載荷占比超過95%;擁有國際先進/國內唯一的定標和測試實驗室10余個;榮獲國家級特等獎1項、一等獎2項、二等獎1項,獲國家專利授權35項……
 
這一串串數(shù)字是成績、是榮譽、是肯定,同時也是天基空間環(huán)境探測北京市重點實驗室(簡稱實驗室)向國家空間科學交出的一份完美答卷。
 
行業(yè)引領者
 
2015年5月,經(jīng)北京市科委認定,天基空間環(huán)境探測北京市重點實驗室正式成立。
 
雖然北京市重點實驗室掛牌至今僅有短短的3年時間,但其背后的中國科學院國家空間科學中心空間環(huán)境探測研究室(簡稱探測室)卻是我國空間環(huán)境探測領域里當之無愧的開創(chuàng)者和引領者。
 
上世紀70年代,以“實踐一號”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的需要,當時的空間中心整合各探測儀器研制課題組科研人員和試驗設備,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)展國際一流或領先的天基載荷技術及其數(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、研究和預報提供一手數(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)測預報。
 
近半個世紀以來,探測室累計研發(fā)星載探測儀器60余種,承擔了載人航天、探月工程、北斗工程、子午工程、垂直探測、戰(zhàn)略性先導科技專項、中俄聯(lián)合火星探測、中歐合作地球空間雙星探測計劃、風云系列、遙感系列、實踐系列、電磁試驗衛(wèi)星等100余顆衛(wèi)星(飛船)400多臺載荷的研制任務,并承擔了973計劃、863計劃、國家自然科學基金等多項國家重大基礎前沿課題。
 
在長期的探索與創(chuàng)新中,探測室也按探測手段與對象,將研究內容凝練為三大方向的7項技術,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,粒子輻射及效應探測領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個研究方向;空間短波光學探測領域包括太陽輻射探測和大氣光學探測2個研究方向;空間無線電探測領域包括GNSS遙感探測和電磁脈沖探測2個研究方向。
 
截至2017年年底,探測室共獲得國家級特等獎1項、一等獎2項、二等獎1項,部委級一等獎8項、二等獎8項、三等獎5項。獲國家專利授權35項,其中2項獲中國專利優(yōu)秀獎。
 
創(chuàng)新生力軍
 
自成立以來,天基空間環(huán)境探測北京市重點實驗室以探測室為依托,堅持創(chuàng)新驅動,在全部7個研究方向上均取得重要進展,為引領我國天基空間環(huán)境探測邁入國際先進水平,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,實驗室自主研發(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和北斗導航系統(tǒng)的GNSS探測儀,還在國際上首次實現(xiàn)了利用BDS星載定位。
 
“風云三號C星GNOS I數(shù)據(jù)產(chǎn)品不僅通過了中國氣象局數(shù)值天氣預報中心的質量評估,于2016年6月在我國全球數(shù)值天氣預報模式中實現(xiàn)業(yè)務化應用,也得到了ECMWF、WEGC、EUMETSAT等國際組織機構的高度認可,于2018年開始在ECMWF、德國的數(shù)值預報系統(tǒng)中實現(xiàn)業(yè)務化應用。”提及這一創(chuàng)新成果,實驗室主任、空間中心研究員孫越強難掩自豪。
 
2017年11月15日,實驗室自主研制的電離層光度計隨風云三號D星發(fā)射升空,這也是我國首次在衛(wèi)星上用光學遙感探測技術實現(xiàn)對電離層的監(jiān)測。
 
“電離層光度計的技術指標達到國際同類最高水平,并獲得了我國首個電離層氮氧濃度比圖。此外,它還將與掩星配合實現(xiàn)電離層立體探測,使我國成為第二個具備天基電離層立體探測能力的國家。”孫越強如是說。
 
2018年2月2日,我國首顆電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”成功發(fā)射。在其搭載的8種載荷中,就有實驗室自主研制的朗繆爾探針和等離子體分析儀。
 
“阻滯勢分析器填補了我國此項載荷技術的空白,朗繆爾探針更是首次星上探測。”孫越強介紹。
 
自2018年2月6日開機工作以來,兩臺儀器的工程參數(shù)正常,科學數(shù)據(jù)連續(xù)穩(wěn)定,并獲得了我國首個全球原位電離層分布圖,為電離層動力學、地震前兆、航天工程等研究提供了必要的數(shù)據(jù)支撐,將有望促進空間天氣學、地震科學等多學科發(fā)展,具有非常重要的科學和工程意義。
 
年輕新勢力
 
截至目前,實驗室共有專職科研人員77人,其中正高級技術職稱16人、副高級技術職稱25人,副高級技術職稱以上(含)人員占比53.2%,對應7個研究方向,形成正高帶頭、年齡結構合理的創(chuàng)新研究團隊。
 
在這支空間環(huán)境探測“夢之隊”中,最為引人注目的一點是40歲以下科研人員占比足足達到了75.3%。
 
“實驗室里年輕人員很多,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”的實驗室副主任張賢國告訴我們。
 
也正是這支年輕隊伍,通過在研工程型號載荷的設計、研制、測試等工作,在實驗物理、工程管理方面得到了充分鍛煉,逐漸開始在實驗物理和工程管理方面承擔重任,獨當一面。
 
雖然足夠年輕,但卻“胸有溝壑”。團隊成員數(shù)年如一日的集智攻關,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、特別能奉獻”的精神發(fā)揮到了極致。
 
實驗室主任孫越強,在不知何時才能“上星”的情況下,十三年如一日堅持掩星探測研究,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;實驗室成員曹光偉,為了研制任務甚至“錯過”了自己的婚禮,只為保障工程能按進度完成……
 
這股年輕新勢力也得到了探測室“老領導”朱光武的高度贊譽:“他們很年輕,他們生機勃勃,他們扛得住壓力并在各自領域不斷創(chuàng)新。”
 
擁有人才更要塑造人才。實驗室十分注重青年骨干人才的培養(yǎng),為實驗室做好人才梯隊建設。
 
“我們制定了外派青年骨干人才到國外相關單位進行訪學的體制,鼓勵在職提升學歷水平、參加國際會議,給予青年骨干承擔重任的鍛煉機會。此外,實驗室還制定了科研人員發(fā)表論文和申請專利等成果的獎勵措施,以鼓勵科研人員進行研究成果的轉化。”孫越強介紹。
 
與此同時,實驗室的各主要單元也都在積極推動創(chuàng)新團隊建設,探索技術和研究、協(xié)作和管理方面的創(chuàng)新,促進實驗室各研究單元的創(chuàng)新能力的提升,并在各研究單元間交流創(chuàng)新團隊建設經(jīng)驗,以推動實驗室的可持續(xù)發(fā)展!
 
《科學新聞》 (科學新聞2018年9月刊 匠心)
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