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【中國科學報】承國家之志 鑄時代新星

文章來源:中國科學報 高雅麗 丁佳   發布時間:2019-04-12  【字號:     】  

試驗隊與伴星合影

  2017年9月26日,中科院院長、黨組書記白春禮,上海市委副書記、市長應勇共同為微小衛星創新研究院揭牌。張春海攝

  編者按

  歷史的縱深,鑄就了戰略的高度。如果說“知識創新工程”揭開了世紀之交建設國家創新體系的帷幕,那么5年前啟動的中科院“率先行動”計劃,則直抵科技體制改革的深水區。

  集中力量辦大事,樹立重大創新產出導向,打牢基礎、補齊短板、緊抓尖端,加快建設高水平創新隊伍……五年來,中科院深化科技體制改革一馬當先,持續發力,逐步構建了創新研究院、卓越創新中心、大科學研究中心、特色研究所4類創新單元,創新政策、創新體制、創新文化,現代院所治理結構已臻成型,全新創新管理體系及其效能初綻鋒芒。改革一直在路上,作為國家戰略科技力量的中科院始終走在改革的前列,重大成果不斷涌現。

  今年是新中國成立70周年,也是中國科學院建院70周年,在中國科學院發展規劃局的支持下,《中國科學報》再探中科院改革之路,走進波瀾壯闊的歷史圖景,聆聽親歷者的深切感悟,講述科技創新背后動人心弦的故事。

  浩浩太空,萬物寂寥。一只眼睛,在黑暗中慢慢睜開。

  與此同時,在上海張江高科技園區海科路99號,中國科學院微小衛星創新研究院,科研人員個個屏住呼吸,會議室安靜得幾乎能聽到人們的心跳聲。

  “數據接收成功!”2015年12月20日8時45分,喀什地面站傳來了好消息。

  終于,一顆顆懸著的心放了下來。那一刻,那一個個不眠之夜,一根根緊繃的神經,所有的緊張、焦慮都在此刻全部釋放。

  為了將中國第一顆暗物質粒子探測衛星、中科院空間科學戰略性先導科技專項的首發星——“悟空”號順利送上天,他們已經準備了太久、太久。

  這樣的場景,如今正在越來越頻繁地發生。自成立以來,微小衛星創新研究院發射成功率達到100%,在中國衛星發展歷史上創造了諸多“第一”,成果被寫入黨的十九大報告、多次被國家主席習近平在新年賀詞中“點名”……今天的微小衛星創新研究院,已然成為中國衛星事業新的一張“創新名片”。

  “小衛星大未來”,短短幾年中,微小衛星創新研究院將這句誓言變成了現實。作為中科院研究所分類改革試點的第一個創新研究院,它所實現的,不僅僅是科學技術的創新,更有發展理念、管理模式與科研文化的創新,這也讓它成為中科院新時期全面深化改革的一個范本。

  改革破冰 迫在眉睫

  本世紀初,世界衛星發展呈現小型化趨勢。質量1噸以下的微小衛星迎來了發展的大好機遇。2014年,《科學》公布全球十大科學突破,“造價低廉的立方體衛星”入選。作為微型衛星的一種,當年共有超過75顆立方體衛星被送入太空進行科學研究。

  與此同時,隨著科學試驗、導航、對地觀測技術的發展,國內低成本的小衛星需求也日益增多。過去,上海微小衛星工程中心(微小衛星創新研究院前身,后文簡稱工程中心)幾年才做一顆衛星,而現在至未來甚至要滿足一年研發和批量生產30顆以上衛星的需求。

  隨著衛星需求量的增加,從單任務到多任務并行,工程中心僅2000平方米的總裝廠房,也漸漸變得越來越擁擠。

  豈能讓擁擠的廠房耽誤國家衛星事業的發展?可是,站在日夜不停運轉的廠房前,工程中心領導卻感到,他們所面臨的問題,絕不僅僅是圈幾塊地、蓋幾座樓這么簡單。

  一直以來,工程中心采用“總體室+專業室”的組織架構,初期項目相對較少,任務組模式靈活,滿足了當時的需求。可隨著規模的擴大,一些問題也漸漸浮出水面。

  “我們當時是‘四部一室’的結構,總體室是技術部門構成的主體,管理路線簡潔,溝通效率高,綜合性非常強。”工程中心副主任朱振才坦言,“但是,當我們面對多個衛星研制任務時,這樣的管理方式就凸顯出短板。”

  “過去研究室專業劃分過細,部分研究室研究方向重復,碰到研發衛星的重大任務,只能臨時調配人手,組成一支‘機動部隊’。雖然這種形式比較靈活,但任務增加后,如何克服人手不足、確保任務完成質量成了更加嚴峻的問題。”工程中心副主任林寶軍說。

  體制機制的進一步改革,已迫在眉睫。

  2014年8月,中科院啟動實施《“率先行動”計劃暨全面深化改革綱要》,提出要面向國家重大需求,組建若干科研任務與國家戰略緊密結合、創新鏈與產業鏈有機銜接的創新研究院。

  創新研究院以滿足國家戰略和產業發展重大需求為主要價值導向,實行政產學研共同參與的理事會治理結構,以國家任務和市場為主配置資源,以應用部門和市場評價為主要評價方式。

  這與工程中心的改革目標不謀而合!

  同年10月,經中國科學院院長辦公會議研究通過,以工程中心為主體建設的微小衛星創新研究院,正式成為中科院首批五個試點創新研究院之一。

  微小衛星創新研究院到底要怎么干?彼時,每個人的心里都打著鼓。

  在一次討論中,時任工程中心主任相里斌確定了思路——改革不是作秀,要真抓實干,要去想新機制運轉能不能提升機構的效率,保證工程的質量;改革也不是要顛覆從前,而是在原來的基礎上做得更好,不管怎么改,團結實干的精神應當永遠地繼承下去。

  在那之后的兩個月,微小衛星創新研究院調集各部門起草改革方案,設計整體組織架構。“大家都是摸著石頭過河,大概經過了五六次的調整,才形成了最終的方案。”微小衛星創新研究院辦公室主任邊哲說。

  經過一次又一次的頭腦風暴,到次年6月,改革方案最終敲定。

  至此,改革的帷幕逐漸拉開,小衛星的創新故事也在悄然上演。

  改革難字當頭,更需敢字當先。

  2015年7月,中科院院長白春禮在工程中心視察時指出,創新理念是工程中心在激烈競爭中能搶占先機的關鍵,這在創新研究院未來的建設和發展中也要不斷地體現。于是,新成立的微小衛星創新研究院大膽調整原有的組織架構,建立了“研究院—總體部—研究所”三個層級的扁平化管理架構。

  其中,總體部重點面向國家重大需求,設置有通信衛星、遙感衛星和科學衛星3個分部,使得各類衛星都有了“歸宿”,一改以往臨時組隊的尷尬,即使遇到攻堅戰,也能迅速組成一支戰斗力強的攻關隊伍。

  兩個應用型研究所則重點面向產業化,四個專業研究所提供技術支撐,并設立新技術中心加強面向未來的前瞻性研究和技術創新。這樣,各部門之間既能相互支持,采用集團作戰模式共同完成國家重大任務,又能“靈活作戰”,各自獨立承擔任務,切實面向產業鏈布局創新鏈。

  微小衛星創新研究院院長龔建村表示,通過內部體制機制改革,微小衛星創新研究院實現了以“型號”為主向“型號、預研、專業化”并重的轉變,形成了“創新、技術、工程、產業”的良性循環機制。

  體制機制改革讓“小衛星”輕裝上陣,也進一步激發了微小衛星創新研究院的創新熱情,提升研發效率。

  2016年12月,微小衛星創新研究院在中科院“率先行動”首批四類機構籌建驗收中,成為唯一一家全票通過的科研機構,在全院排名第一。同時,在機構改革持續的26個月中,微小衛星創新研究院邊干邊改,成功發射了13顆衛星,占到機構成立以來發射衛星總數的68%。

  但是,任何改革都必然伴隨著陣痛,微小衛星創新研究院走過的路,也曾充滿荊棘。

  “全體起立,重來一遍”

  管理的架構搭好后,另一個現實問題擺在了所有人的面前——誰來撐起微小衛星創新研究院的“血肉”?

  其時,用求賢若渴來形容,一點都不為過。

  “在當時的情況下,我們也想過從其他航天單位引進人才。但不少人抱著固有觀念,在觀望猶豫,真正愿意來的不多。”回憶起當時的“人才荒”,人力資源部部長陳鴻星仍感慨不已。

  從其他單位引進人才的路子被堵死了,微小衛星創新研究院又做了一件“破天荒”的事——所有員工“全部起立,重來一遍”,同時面向社會廣招人才。

  一石激起千層浪。一時間,議論聲、質疑聲充滿了整個微小衛星創新研究院。

  “我想挑戰一下新的崗位,可以嗎?”

  “我工作年限少,想競聘更高的職位,可以嗎?”

  “我在這個領域很有想法,但是缺乏經驗,可以嗎?”

  ……

  “可以!只要你有志向、有才能,我們都歡迎。”在重重壓力下,領導班子始終堅定不移。

  效果立竿見影。30個空缺的中層崗位,收到了近一萬份簡歷,應聘者中除了中心的職工,更不乏世界500強企業員工、航空航天系統的骨干人才。

  辦公室主任邊哲就是一個“外來戶”。他從外企跳槽來到工程中心質量部,在2014年的那場改革中,通過競聘成為辦公室副主任。“能者上,庸者下,這里沒有論資排輩的想法,大家都是真刀真槍地干。”他說。

  事實證明,這樣的改革無疑是成功的。從2014年之前招不到人的尷尬境地,到各類人才各顯神通來這里尋求更大發展空間,微小衛星創新研究院的創新活力被再次激發出來。

  如今的微小衛星創新研究院,盡管科研任務十分繁重,但依然能夠從容應對,這在科研管理部部長程睿看來恰恰要歸功于改革的紅利。“幾乎每個科研人員都經歷過兩三個完整型號的任務,再打硬仗,我們也不怕了。”

  更重的擔子也交到了年輕人的手里。微小衛星創新研究院采取以老輔新、老中青相互協作的大兵團作戰方式,讓很多剛剛進入“小衛星”的年輕人承擔衛星研制任務,有經驗的老同志負責保駕護航、傳經送寶。

  一般而言,培養一個主任設計師需要許多年,但在這里,不少剛工作幾年的年輕人,就有機會擔當起主任設計師的重任。

  2012年,李紹前從哈爾濱工業大學一畢業,就進入了北斗衛星研發團隊。這里工作忙到沒有雙休日,可當看到自己的設計思路真的會用在衛星上,還隨衛星上了天,這種成就感難以言喻。

  2016年,他通過競聘當上了衛星主任設計師。“通常,沒有副主任設計師經驗的人是不能擔任主任設計師的。”他感慨道,“但是微小衛星創新研究院給予年輕人機會,讓我們勇于試錯。”

  實際上,當2015年新一代北斗導航衛星發射升空并順利開機時,負責這顆衛星總體研發的科研人員中,75%是“80后”,他們中的許多人,都是像李紹前這樣的“新手”。

  浩瀚宇宙 中國標志

  2015年3月30日,我國首顆新一代北斗導航衛星發射成功;2015年12月17日,“悟空”號暗物質粒子探測衛星遨游太空;2016年8月16日,“墨子號”量子科學實驗衛星成功飛天……

  微小衛星創新研究院的總裝大樓里有一面“衛星墻”,但凡有來訪者,無一不對微小衛星創新研究院取得的累累碩果贊不絕口。

  讓這面墻熠熠生輝的,除了有國家衛星事業快速發展、中科院支持科學衛星研制的時代機遇,更離不開微小衛星創新研究院實施機構改革所帶來的推動力。

  機構改革的攻堅期,恰恰是衛星研制任務的密集期。微小衛星創新研究院需要同時研發導航衛星、通訊衛星,甚至更復雜的科學實驗衛星。在這個關鍵期,此次改革中新成立的電子、控制、力熱、軟件4個專業研究所,釋放出意想不到的創新活力。

  “專業研究所不僅僅是做某一個項目,而是要支持完成多個型號任務,這與以往考慮問題的著眼點不同。在角色轉換的過程中,大家逐漸適應了新的變化。”朱振才說。

  科學實驗衛星的第一要務是滿足科學家的需求,但是科學家在提出理念的時候,并不了解衛星載荷的功能。

  多年來,我國衛星研發都是以平臺為中心。在競標暗物質衛星項目時,設計團隊提出了以載荷為中心的顛覆性設計理念,這相當于根據“貨物”大小來定制“貨車”尺寸。

  最后,整顆暗物質衛星重1.8噸,其中載荷1.4噸,平臺只有450公斤,完全顛覆了過去衛星的載荷與平臺比例,并且,整整節省了幾千萬元的火箭運載費用。

  在暗物質衛星交付時,科學家給它打了滿分。運行三周年時,“悟空”號依然保持非常好的狀態,經評估,“悟空”號將延期工作兩年,為我國空間科學探索事業作 出更大貢獻。

  現在回顧起來,朱振才說:“暗物質衛星的成本優勢很明顯,我們在很短的時間里探索出一條比較容易實現、影響大、成本不太高的路徑,不讓科學家的想法因為經濟能力不足而延遲。”

  通過技術和管理創新,微小衛星創新研究院研制的衛星大多數在軌時間都大大超過設計壽命。“墨子號”量子科學試驗衛星采取了新的設計,完成既定科學任務后,還可以隨時接受地面指令,開展新的科學實驗。

  除了暗物質衛星,北斗導航衛星也通過新設計實現“瘦身”,從原先的幾噸一下瘦身到800多公斤,原本十幾個分系統需要20多臺計算機控制,現在優化為僅有1臺,大大提升了衛星的可靠性。

  在這個過程中,北斗導航衛星采用的新技術占比超過70%,其中不少為全球首創。而通常情況下,航天領域衛星采用新技術的比例不會超過30%。

  導航衛星研究所是微小衛星創新研究院兩個應用型研究所之一。中國北斗衛星導航系統北斗三號工程2016年啟動實施,計劃2020年前發射30顆衛星,該所承擔了10顆北斗三號衛星研制工作,責任重大,任務艱巨。

  “以前一顆衛星需要三四年做出來,現在我們兩年做8顆衛星。兩相比較,我們完成了16倍的工作量。”導航衛星研究所副所長沈苑說。

  對中科院微小衛星創新研究院的貢獻,中國衛星導航系統管理辦公室如是評價:“因為有中科院的參與,提升了北斗衛星導航系統的技術水平,極大加速了北斗組網的建設進程。”

  “北斗導航向全球組網邁出堅實一步”,在2019年新年賀詞中,國家主席習近平再次提到了北斗。

  但在這群年輕人心中,習主席的“點贊”更像是一種巨大的鞭策,北斗導航依然有很多工作要完成:在軌衛星運行支撐、開展下一代衛星導航技術的前瞻性研究工作、北斗四號的衛星設計……對他們而言,衛星研制事業始終在路上。

  在這場改革中,微小衛星創新研究院還成立了一支“特戰隊”——新技術中心。組建之初,16位年輕科學家從五湖四海匯聚于此,開啟了前沿空間技術的“逐夢之旅”。

  “面向人類未來在太空中越來越廣泛的活動,我們將開展太空生命科學在軌實驗,通過干細胞體外多代培養、智能換液和智能篩藥技術,實現科學實驗的智能化、低成本、高頻次……”

  2018年7月17日,第一屆“率先杯”未來技術創新大賽決賽現場,新技術中心丁國鵬牽頭的“低成本太空生命科學實驗”項目,讓在場的評委和觀眾眼前一亮。

  這項從科學需求到技術創新再到工程實現的全鏈路構想,當場獲得500萬元經費支持。

  “以往是先有了科研任務再招聘人才,現在我們反過來圍繞人才的科研特點,為他量身定做科研方向。”新技術中心主任張永合說。

  而為了呵護這株“幼苗”,微小衛星創新研究院為新技術中心劃撥專門經費,并約定中心成立的頭三年不進行考核,目的就是讓科研人員潛心科研,不再為爭取項目浪費時間。

  這支“特戰隊”聚集了一批“愛玩”的年輕人,大家的“任務”就是盡可能地天馬行空,去嘗試一些其他人都不敢想的事:

  探索空間可重構模塊化技術,打算在太空中玩“變形金剛”;專注于發展智能視覺技術,讓航天器模塊未來的交會對接更加自主;為低成本、高智能的深空探測小衛星做技術準備,爭取在2025年前實施著陸小衛星,探尋生命與水的證據……

  改革之初,相里斌期待新技術中心能夠“成為一塊磁鐵、一個創新的核心,體現中科院在衛星創新方面的火車頭作用”。在變革發展的浪潮中,它正在向這個方向努力著……

  開放包容 星海先驅

  從2014年科研經費9億元,到2018年科研經費突破23億元;從幾年一顆衛星,到2018年發射15顆小衛星。在一步一個腳印的改革中,微小衛星創新研究院不斷發展壯大,成為中國航天事業中不可或缺的一支主力軍。

  在微納衛星研究所(以下簡稱微納所),全部由“85后”組成的團隊正在做著技術儲備,試圖為微小衛星創新研究院打開一扇商業航天的新窗口。

  “我們面向國際發展前沿,瞄準新概念、低成本的微納衛星,有力開展創新攻關。”微納所所長陳宏宇介紹,目前研究所已成功研制發射了10顆微納衛星。

  2015年底,微納所研發了一顆重僅2公斤的立方星,用來采集全球民航、船舶和北極航道信息。當時用的推進器是從瑞典進口的,微納所兩名年輕人就琢磨著,能否用上中國自己的推進器呢?他們心無旁騖地投入工作,僅用了一年多時間就交出了答卷。

  面對市場對衛星的大批量需求,微納所也在計劃打造一個標準化、模塊化的生產平臺,目前已形成50公斤級別的微納5000與100公斤級別的微納100兩個系列微納平臺,為實現年產100顆衛星的目標奠定了堅實基礎。

  在匯聚創新技術的同時,微小衛星創新研究院也在尋求擴大國內、國際的“朋友圈”。微小衛星創新研究院與行業相關單位共同成立了微小衛星創新聯盟,致力于打破所有疆域,在技術上互通有無、互相支撐,學術上不斷交流、相互促進。

  2018年12月,在習近平主席和科斯塔總理的見證下,微小衛星創新研究院和葡萄牙TEKEVER集團聯合簽署成立了中葡星海聯合研究實驗室,探索從深海到深空的集成交叉前沿技術,打造國際化創新合作平臺。

  正如龔建村所說的那樣:“創新是小衛星的靈魂,更是國家賦予我們的神圣職責。”

  “承國家之志,鑄時代新星。”微小衛星創新研究院大廳墻上的十個大字,鞭策著這支平均年齡34歲的年輕隊伍不斷前行。

  星空浩瀚無比,探索永無止境。在筑夢航天的路上,中科院微小衛星創新研究院將繼續用他們的汗水與智慧,不斷照亮蔚藍的星空!

  (原載于《中國科學報》 2019-04-12 第1版 要聞)



(責任編輯:侯茜)

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