最近，由上海研制的空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星不斷傳來驚喜：在國際上首次獲得寬視場X射線聚焦成像天圖、打破人類探測伽馬射線暴的亮度紀(jì)錄、獲得我國首幅太陽過渡區(qū)圖像、國產(chǎn)量子磁力儀首次空間應(yīng)用并獲得全球磁場勘測圖……
      
這顆重量只有620公斤的衛(wèi)星上，搭載了多達15個有效載荷。更值得一提的是，這些載荷來自18家不同科研機構(gòu)，涉及近10個學(xué)科領(lǐng)域，仿佛五湖四海的乘客共同“包機”，去往太空完成各自不同的使命。這些新載荷、新技術(shù)由各參與方自主投入，不少是“從0到1”的創(chuàng)新，通過試驗星將創(chuàng)新技術(shù)快速集成并進行飛行驗證，可加快關(guān)鍵核心技術(shù)從基礎(chǔ)研究到在軌應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。
      
隨著航天科技、空間科學(xué)的快速發(fā)展和未來空間產(chǎn)業(yè)的加速布局，科研領(lǐng)域希望上天觀測、驗證的新技術(shù)新想法層出不窮。當(dāng)通過爭取國家項目上天的機會“一票難求”，一種通過“眾籌”方式獲得太空科學(xué)實驗和技術(shù)驗證機會的科研范式正悄然冒頭。
      
上天驗證需求旺盛機會難求
      
2020年，愛因斯坦探針衛(wèi)星（EP）總設(shè)計師、中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院新技術(shù)中心主任張永合冒出了一個有點離經(jīng)叛道的念頭：這顆科學(xué)衛(wèi)星研制難度極高，如果可以將其中一個寬視場X射線相機試驗?zāi)�塊先送入太空，將為后續(xù)研發(fā)提供極大便利。
      
然而，這個想法一提出，就遭到了不小的“質(zhì)疑”：提前送儀器上天會增加工作量，影響整體進度；這種做法超出既有操作流程，會增加風(fēng)險；僅為一臺設(shè)備發(fā)顆星不現(xiàn)實……
      
但好處也顯而易見：既可驗證相關(guān)數(shù)據(jù)，證明技術(shù)的可行性，又可獲得科學(xué)數(shù)據(jù)，推動在研項目的優(yōu)化。幾經(jīng)討論，大家最終決定一試。但擺在面前的最大困難在于，如何找到“同行者”。
      
與此同時，由中科院國家天文臺、北京大學(xué)、同濟大學(xué)組成的太陽觀測科學(xué)團隊，正在研發(fā)國際上首臺基于多層膜窄帶濾光技術(shù)的46.5納米極紫外太陽成像儀（SUTRI）。這臺儀器可探測50萬攝氏度左右的太陽過渡區(qū)，科學(xué)價值非常高，團隊也正苦于沒有上天驗證的機會。
      
在尋覓“同行者”的過程中，張永合發(fā)現(xiàn)，不少實驗室、研究機構(gòu)都遇到了類似的苦惱。近年來，國家加大了對空間領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、科技創(chuàng)新的投入，但這些創(chuàng)新成果從實驗室走向太空，需要經(jīng)歷漫長的過程，最終能獲得上天機會的幸運者很少。
      
十幾個實驗室“湊”一顆衛(wèi)星上天
      
2021年初，中國科學(xué)院“力箭一號”首飛工程立項，“眾籌”衛(wèi)星的計劃迎來了轉(zhuǎn)機�；�于“共擔(dān)風(fēng)險、科學(xué)優(yōu)先”的原則，中科院空天飛行科技中心主任、“力箭一號”運載火箭總設(shè)計師楊毅強愿為“眾籌”衛(wèi)星提供一次免票旅行。
      
這一計劃獲得了中國科學(xué)院的支持，院方發(fā)文在院內(nèi)征集“同行者”。很快，項目第一輪“海選”開始，一下子收到了上百份申請，報名之踴躍出乎張永合的意料。他們認真篩選申請，并與入選團隊一一接洽。
      
極紫外太陽成像儀、國產(chǎn)量子磁力儀、伽馬暴探測載荷(HEBS)等，都來自首批“海選”項目。此后的在軌實驗證明，這些原本散落在全國各實驗室里的“明珠”，都成了這顆“眾籌”衛(wèi)星上的“主角”。
      
經(jīng)過一年多遴選，一起搭星上天的十幾個“同行者”終于湊齊。由于開創(chuàng)了一種從未有過的“湊”衛(wèi)星模式，張永合團隊將這顆衛(wèi)星取名為“創(chuàng)新X”系列首發(fā)星。
      
“‘創(chuàng)新X’，就是創(chuàng)新交叉、創(chuàng)新無極限之意。”張永合解釋，我國空間科學(xué)衛(wèi)星多采用專業(yè)衛(wèi)星的模式，比如太陽探測衛(wèi)星上所搭載的載荷均與太陽研究相關(guān)，而讓天文、量子、遙感、在軌制造等不同領(lǐng)域的載荷“搭乘”同一顆衛(wèi)星，這還是第一次。
      
航班式“中試平臺”順應(yīng)創(chuàng)新需求
      
2022年7月27日“創(chuàng)新X”首發(fā)星升空后，EP試驗?zāi)�塊很快就獲得了“首光”（first light）并傳回數(shù)據(jù)。EP首席科學(xué)家袁為民興奮地說：“距離夢圓，從來沒有如此之近。”
      
此后半年，各種新技術(shù)得到驗證、科學(xué)載荷獲得新發(fā)現(xiàn)的好消息，不斷傳回地面。不少科研團隊紛紛來向中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新院打聽，“創(chuàng)新X”系列的第二顆星何時啟動“眾籌”。
      
壽命只有一年半，這顆“湊”成的衛(wèi)星為何引起這么多的關(guān)注？張永合認為，隨著我國科技水平的提高、創(chuàng)新能級的提升以及航天技術(shù)的發(fā)展，這種眾籌式、航班式的空間科學(xué)實驗范式順應(yīng)了創(chuàng)新需求。作為一種適應(yīng)科技發(fā)展的新生事物，搭建太空中的“中試平臺”也成了眾望所歸的全新探索。
      
“一種空間科學(xué)儀器的研制，過去只能爭取納入專門的衛(wèi)星項目中，才可能獲得上天機會。一旦錯過立項，再尋求上天機會就相當(dāng)困難。”張永合說，這在一定程度上抑制了空間科學(xué)相關(guān)的創(chuàng)新熱情，“如果可以提供比較確定可及的空間驗證機會，比如一年有兩三個空間科學(xué)實驗衛(wèi)星的‘航班’，科學(xué)家的創(chuàng)新熱情將會被充分激發(fā)出來”。
      
首次嘗試“眾籌”，張永合帶領(lǐng)團隊特意對衛(wèi)星平臺進行了改造，讓相關(guān)系統(tǒng)變得更加通用，可以適應(yīng)不同“乘客”的需求，為新型載荷、新技術(shù)產(chǎn)品提供一種寬適應(yīng)、低成本、可持續(xù)的試驗平臺——這種衛(wèi)星平臺可多次復(fù)用利用，也可根據(jù)需要進行一些改造，無需像專門的科學(xué)衛(wèi)星那樣為載荷特別定制，即使臨時調(diào)換“乘客”，也能從容應(yīng)對。
      
投項目VS投機會，一張“星票”創(chuàng)新無限
      
想搭上“眾籌”衛(wèi)星的“航班”，科研團隊究竟要出多少錢？張永合粗略計算了一張“星票”的成本：如果由30個研發(fā)團隊平攤火箭、衛(wèi)星平臺、發(fā)射等費用，每個團隊大約需支付三四百萬元。
      
在張永合看來，空間科學(xué)載荷的觀測需求包含了看太陽、看宇宙、看地球等不同模式，只要合理規(guī)劃，每個載荷都可以在衛(wèi)星上找到合適的“座位”。而有些新技術(shù)、新產(chǎn)品的驗證實驗，往往只持續(xù)幾天、幾個月，只要合理安排位次和時序，也能充分利用一次上天的機會來完成。隨著實踐經(jīng)驗的積累，單個載荷的上天成本還有望進一步降低。
      
“目前的科研經(jīng)費大部分投向了科研項目本身，未來可將一部分經(jīng)費投向創(chuàng)造科研的機會。”張永合說，如果一顆衛(wèi)星可以提供二三十個上天的機會，每年有兩到三個固定“航班”，科學(xué)家可以像申請大科學(xué)裝置的機時一樣申請?zhí)�空實驗的機會，這將大大激發(fā)我國空間科學(xué)的創(chuàng)造力。