深化国际合作 携手探索宇宙

　　自第一颗人造地球卫星成功发射开辟“空间时代”的新以来，人类的活动不断向深空延伸，太空成为人类生存发展的第四疆域。

　　如今，空间科学已然成为世界强国争相研究的前沿和热点学科，同时也是各国竞相展示科技实力的舞台，更是引领世界科学技术发展的驱动力，在社会经济和科技发展中发挥着越来越重要的作用。而其中，国际合作成为空间科学项目的必然趋势。

　　从开先河的“双星计划”，到全面深化的SMILE计划；从初具规模的南美实验室，到史无前例的国际子午圈；从凝聚双方共同愿景的中美空间科学青年领军人物论坛，到达成实质合作的中俄空间科学双边研讨会

　　近年来，中国科学院国家空间科学中心不断加强国际合作的技术创新作用，围绕国家战略需求，面向世界科技前沿，加强重大国际科技活动的参与和谋划，推进以我为主的国际空间科学合作，搭建平等合作、互利共赢的合作平台，双边合作与多边合作并举，项目合作与吸纳优秀人才相结合，开展了全方位、多层次、高水平、宽领域、重实效的国际空间科学合作，大幅提升了自主创新能力和国际科技竞争能力。

　　若提及我国在空间科学卫星探测领域的国际合作，一个名字是绕不过去的它就是被载入史册的“地球空间双星探测计划”，即“双星计划”。

　　作为我国第一个以科学目标为牵引的卫星工程，同时也是以我方为主的我国与欧洲空间局合作开展的重大国际合作探测计划，即便是在开展的十多年后，“双星计划”依然在空间科学国际合作层面发挥着举足轻重的引领作用。

　　自1957年第一颗人造地球卫星成功发射以来，人类空间活动事实表明，地球空间环境探测起着越来越重要的作用。为了推动地球空间探测研究的发展，国际上提出和实现了一系列空间科学探测计划。

　　我国虽是一个空间大国，但在空间探测方面与空间强国相比还有相当大的差距，这也正是限制我国空间科学发展的主要因素之一。因此，发展我国的空间探测和科学研究，迅速提高我国空间科学研究的水平就成为了当务之急。

　　1997年4月，中国科学院院士刘振兴首次提出“双星计划”。2001年7月，中国航天局与欧洲空间局正式签署“双星计划”合作协议，目标是探测研究地球空间人类未探测的重要空间区域，研究地球空间场和粒子扰动变化的不同时空尺度的物理过程。

　　“双星计划”由两颗卫星组成，一颗为赤道卫星，即探测1号，于2003年12月31日发射成功；另一颗为极轨卫星，即探测2号，于2004年7月25日成功发射。这两颗卫星的轨道覆盖了当时人类还未探测的地球空间区域，通过它们的配合，可以同时探测与地球空间暴发生有关的重要区域。

　　“双星计划”的两颗卫星不仅运行寿命远远大于计划寿命，而且共获取了520GB以上的探测数据，足足为原计划探测数据量的3倍。同时，计划还取得了多项重大科学和技术成果，特别是与欧洲空间局的“星簇计划”一起，首次实现了人类历史上地球空间的“六点协调探测”，并提出了亚暴触发的新理论“锋面理论”，在国际空间科学研究领域产生了重要影响。

　　鉴于卓越的科学和技术成果，“双星计划”获得2010年中国国家科学技术进步奖一等奖；同时，“双星计划”还与“星簇计划”一道，摘下了国际宇航科学院（IAA）颁发的“2010年杰出团队成就奖”。

　　“双星计划”的引领与示范意义首先表现在为我国后续的空间科学探测发展提供了有益的经验：其所建立的以科学目标为牵引的科学卫星立项程序、首席科学家模式、科行和数据中心以及国际合作等方面的经验，已经被我国政府主管部门和有关空间科学探测计划所采纳，如“嫦娥工程”、中俄火星联合探测计划“萤火一号”等，都采用和借鉴了“双星计划”的模式。

　　更为重要的是，“双星计划”填补了我国空间探测领域几十年来的空白，开辟了空间科学卫星系列的先河，让中国的空间科学在国际上有了一席之地，展示了我国的实力和水平，提高了我国与欧洲空间局空间合作的层次以及我国在国际空间物理界的地位和作用。

　　“双星计划”仿佛一把钥匙，打开了我国空间科学国际交流的大门。此后，我国开始与众多空间科学技术相对成熟的国家和地区一道，强强联合，互通有无，共同致力于空间科学进步。

　　其中，最为“亲密”的合作伙伴当属欧洲空间局。在“双星计划”成功合作的基础上，中国科学院和欧洲空间局之间合作的大幕才算刚刚开启。

　　2015年，一项由空间中心和欧洲空间局科学部（SRE）联合开展的“中欧联合空间科学卫星任务”千呼万唤始出来。该卫星任务计划在空间天文、太阳物理、空间物理、太阳系探测或空间基础物理领域提出其科学目标，初定于2021年发射。

　　在这个联合卫星任务征集中，一个名为“太阳风磁层相互作用全景成像卫星”的计划（SMILE）由于其独一无二的探测方式和蕴含的全新科学突破，从13个任务建议中脱颖而出。

　　SMILE计划将利用创新的X射线和紫外成像仪器，首次对太阳风和地球磁层之间的相互作用进行全球成像，这对人类进一步了解太阳活动对地球等离子体环境和空间天气的影响具有重要的科学意义和应用价值。而SMILE计划也成为继 “双星计划”后的又一大型空间探测国际合作项目。

　　值得关注的是，“中欧联合空间科学卫星任务”的合作比“双星计划”更进一步，中国和欧洲科学界将在该任务的整个生命周期内，包括研究、定义、实施、运行和科学数据利用阶段，联合对其进行定义、实施和数据利用，这就使其成为目前国际上合作程度最高的项目之一，并极有可能创造新的空间科学合作典范。

　　此外，瑞士作为欧洲空间局的成员国之一，与中方同样合作频繁。在空间科学先导专项暗物质粒子探测卫星“悟空”方面，瑞士日内瓦大学就参与其中。由于日内瓦大学有着研制该种探测器并成功上天的经验，因此此次合作可以避免整个工程走弯路，同时也可大幅度提高“悟空”径迹的测量精度。

　　2013年9月，瑞士联邦政府航天办公室在访问中国科学院时，与中方达成共识，认为应进一步加强中瑞两国在空间层面的合作。于是，2014年9月和2018年9月，中瑞空间科学双边研讨会先后在伯尔尼和北京召开。研讨会旨在进一步加强中瑞在空间科学领域开展实质性合作，并达成了初步合作意愿及共识。

　　实际上，在中欧之外，中国也在不断扩大空间科学“朋友圈”，与诸多国家都开展了广泛的空间科学项目合作，且均取得了不俗成绩。其中最具显示度的，还要数与俄罗斯、美国以及巴西之间的合作。

　　“萤火一号”是中俄两国开展的火星联合探测计划。其中，俄罗斯负责研制福布斯探测器（Phobos），在火卫一上着陆、采集土壤并运输返回至地球，同时利用火卫一探测火星的空间环境。中国负责研制“萤火一号”火星探测器，进入环绕火星轨道，对火星的空间环境如火星的弓激波、火星磁鞘、电离层等进行独立而深入的探测研究。

　　虽然搭载“萤火一号”的火星探测器发射失败，但不可否认这依然是中俄两国在空间科学领域里一次重量级合作，并且仅仅是中俄合作的开始。

　　2015年年初，第一届中俄空间科学双边研讨会在北京成功召开。经过交流研讨，双方在四个领域的诸多方向上形成了初步合作共识，拟在空间科学卫星任务设计、仪器研发、载荷搭载、科学数据分析等方面开展全面合作。

　　与中俄方面的实质合作相比，虽然中美在官方层面的空间科学合作尚未展开，但就“民间”层面而言，沟通与交流从未间断。中美双方科学家不仅在国际会议上频繁地进行学术交流，更是通过相互访问表达了期待合作的强烈意向。

　　中美空间科学青年领军人物论坛正是这一愿景下的产物。论坛由空间中心和美国科学院空间研究委员会于2013年共同发起，自2014年5月举办第一届后，至今已成功举办8届。论坛旨在为中美优秀青年科学家搭建交流平台，开拓中美空间科学领域合作的新渠道，对于中美空间科学领域合作的开展具有破冰意义。

　　当然，除了与发达国家开展频繁的国际合作，中国与发展中国家间的空间科学合作同样风生水起，其中最具代表性的莫过于中巴合作。

　　2014年8月6日，中国巴西空间天气联合实验室/中国科学院南美空间天气实验室（简称南美实验室）正式揭牌。作为中科院“率先行动”计划在南美洲建设布局的海外科教基地之一，南美实验室旨在利用中巴独特域互补优势，开展近地空间环境探测与研究。

　　启动建设至今，在巴西政府的大力支持下，实验室现已经初具规模，所有监测设备均已通过技术验收转入正式科行，并成功获取到了我国在南美地区自主探测的第一手空间环境监测数据，可以监测从地表到百公里大气以及几百公里电离层的空间环境参数，填补了我国空间天气研究南美地区数据缺失的空白。

　　更为重要的是，南美实验室作为中国与巴西及其周边国家空间环境地基探测与研究等相关资源共享的重要合作交流平台，对于推动以我国为主的空间科学重大国际合作计划国际子午圈大科学计划有重要意义。

　　近30年来，国际上实施了一系列地球空间系统大科学计划，推动了地球空间灾害研究进步，在各自领域取得了重要进展。

　　然而，这些计划大多聚焦于地球空间系统的区域性或单学科研究，既无法获得地球空间全球图像，也无法跟踪传播演化全过程，对认知地球空间灾害的贡献有限。并且，绝大多数国际计划运行缺乏稳定的资金支持和对参与方的强约束，因而往往与预期目标相去甚远。

　　近十年来，我国在“十二五”期间建成了空间环境地基监测综合子午链子午工程，并将于“十三五”期间建设子午工程二期。可以说，这项工作为以我为主，联合圈上国家和地区，以地基子午圈协同监测为核心，发起聚焦于地球空间系统的国际大科学计划奠定了坚实基础。

　　2018年3月，国务院印发《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》，鼓励科学家以实现重大科学问题的原创性突破为目标，牵头组织大科学计划，推动世界科技创新与进步、应对人类社会面临的共同挑战。

　　国际子午圈计划将以子午工程为基础，联合120E+60W子午圈上的国家和地区，发展多台站、链网式、多学科交叉的协同监测能力，建立国际子午圈信息共享和人才培养平台，促进地球空间系统全球行为及多圈层耦合研究，提高共同应对地球空间传统与非传统灾害的能力。

　　为了更好地实现科学目标，国际子午圈计划设计了“四大平台、一个组织”的组织思路，包括协同监测平台、科学研究平台、信息共享平台、人才培养平台和国际子午圈计划组织。

　　归根结底，国际子午圈计划的大科学问题，就是要探索人类赖以生存的大气和地球空间系统的基本物理规律，大幅度提升人类对空间环境的认知能力，以应对地球空间系统的传统自然灾害和非传统自然灾害。

　　而解决这一大科学问题，就需要集聚子午圈上所有国家的智力资源。因此可以预见，不论是从合作国家数量还是合作深度而言，国际子午圈计划都将是史无前例的。

　　目前，我国已经就国际子午圈计划与巴西（巴西国家空间研究院）、俄罗斯（伊尔库斯克日地物理研究所和极地研究所）、美国（麻省理工学院、加州大学洛杉矶分校）、加拿大（加拿大空间局）、澳大利亚（澳大利亚气象局、阿德莱德大学）以及欧洲非相干散射雷达组织（EISCAT）、国际日地物理委员会（SCOSTEP）等国家空间机构或科研团队建立了良好合作关系。2012年8月美国发布的《太阳与空间物理十年发展规划》，更将国际子午圈计划列为两个最重要的国际合作项目之一。

　　如果说子午工程一期使国际地球空间环境监测和研究中心开始向中国转移，子午工程二期将完成这个重心的转移，那么国际子午圈计划就是向国际辐射，凝聚全球智慧的子午三部曲终曲。

　　它的实施第一次使了解空间天气全球结构的时空变化规律成为可能，是世界空间天气地基综合监测史上从未有过的创新，必将大幅提升我国在国际空间界的地位和影响力。

　　我国在空间科学方面地位的不断提升，除了表现在与各国纷纷开展全方位、多层次、高水平、宽领域、重实效的合作，还体现在我国空间科学的国际显示度越来越高，科学家在国际空间科学研究机构中的地位不断提升。

　　2018年7月15日，第42届国际空间研究委员会（COSPAR）大会在美国洛杉矶帕萨迪纳召开。经COSPAR理事会成员选举，空间中心主任王赤，当选为COSPAR执行局委员。

　　在国际空间科学界，COSPAR大会是当之无愧规模最大、最为重要的学术会议，它每两年举办一次，至今已经举办了42届。其中，第36届COSPAR大会于2006年在北京召开，这也是这一盛会首次“花落”我国。

　　中国学者在空间科学领域进行如此大规模的国际交流，是本次大会最直接的收获。同时，大会还为我国近年来在载人航天、“双星计划”等重大空间科学计划中所取得的研究成果提供了最有力的展示平台，加强了公众对空间科学研究成果的关注和对青少年加入科研队伍的吸引与激励。

　　此次会议也获得了国际上的广泛赞誉。COSPAR主席曾多次在公开场合表示这次大会是里程碑式的、历史上最好的一次。通过这次大会，国际空间科学领域对我国空间科学与研究的了解得到加强，中国在国际空间研究领域的地位也得到进一步提高。

　　作为COSPAR中国委员会秘书处的挂靠单位，空间中心一直鼓励青年科学家参与COSPAR的学术活动，推荐空间领域科学家在COSPAR任职，积极发挥引领作用。

　　而另一个国际性高水平盛会“花落”中国更进一步彰显了我国与日俱增的空间强国地位：2016年美国电子与电气工程师协会IEEE国际地球科学与遥感大会（IGARSS 2016）在北京召开。

　　IGARSS每年召开一次，从1981年至今已经举办了38届，是全球该领域最具影响力的学术会议。此次中国申办团队由空间中心和复旦大学牵头，中科院遥感所、对地观测与数字地球中心等单位组成，并得到中科院电子所、航天科技集团公司以及多所高校的大力支持。

　　IGARSS 2016的成功申办，毫无疑问大大增加了我国在地球科学与遥感领域的参与度与国际知名度，极大地促进了我国在该领域更深、更广泛的国际合作和交流，从而提升了我国在该领域的研究和应用水平。

　　一方面是主办空间科学领域具有广泛影响力的盛会，另一方面则是积极推动国际空间科学研究机构与中国的“联姻”。

　　2013年7月，国际空间科学研究所北京（ISSI-BJ）在空间中心揭牌成立，标志着国际空间科学研究所（ISSI）批准设立的首个也是目前唯一的分支机构“落户”中国。

　　成立5年来，ISSI-BJ已经为十余个空间科学卫星计划建议组织召开了国际论坛，开展科学目标、技术需求、国际合作等方面的深入研讨和国际咨询论证，与ISSI联合举办了3次国际研讨会，同时组织了针对空间科学的系列科普活动。

　　可以说，ISSI-BJ为中国空间科学领域开展国际化水平研究提供了重要平台，也为中国空间科学走向世界和世界了解中国空间科学发展提供了重要窗口。

　　此外，中国空间科学家也越来越多地在国际组织与机构担任重要职务，这一切无不彰显着中国在空间强国道路上的稳步前进。

　　空间中心主任王赤不仅担任COSPAR执行局委员，同时也是联合国外空委国际空间天气起步计划（ISWI）执委、国际与日共存计划委员会（ILWS）执委；空间中心副主任董晓龙刚刚当选为IEEE地球科学与遥感学会北京分会主席

　　通过对国际合作的机制、平台、人才队伍的建设，推动重点国际合作项目与大型国际合作计划的实施，空间中心在国际合作方面的运行机制日趋成熟，正发展成为我国空间科学领域国际合作的重要基地与窗口，逐步向具有国际声誉和地位的空间科学研究机构大步迈进。■