近年来空间技术研究中有哪些值得关注的国际合作项目?
一、引子
先谈点或许是题外话的引子。
空间科学、空间技术和空间应用是三个有关系但又不一样的概念。空间应用的典型案例是全球卫星导航、气象卫星、地球遥感卫星、通讯卫星;空间科学的典型例子是空间天文观测、深空探测;而空间技术包括运载技术、卫星平台技术、常规的载荷技术等。一般来说,空间技术对空间科学与空间应用起到支撑作用,而空间应用、空间科学的需求又对空间技术的发展有驱动力和牵引力。
一般语境下,经常不加区分的用空间科学、空间技术、空间应用(比较少见)来指代整个航天[本来以为航天这个词是没有歧义的,然而这两天在圆桌讨论中发现其实不然,为了避免误解,这里再强调一遍,航天是空间(太空)活动,航空是天上(特指大气层以内)的活动]领域的研究活动。
我们认为,纯粹的技术工作一般很难实现合作,特别是对于中国这样一个大国来说。中国是大国,技术要做到全面,所以别人有的技术我们也要有,如果没有,不能指望通过纯技术交流给学过来,而只能有偿转让(买卖)或者自主研发出来。
鉴于以上两点(空间科学、技术、应用的模糊性;单纯技术合作的限制),本回答将笼统的介绍几个航天领域中的国际合作项目。
二、正文
航天领域的国际合作也可以套“南北对话”和“南南合作”。我们跟先进的国家和地球主要搞空间科学合作(能学东西就好啦),跟发展中国家和地球主要搞空间技术合作(能卖东西就好啦)。这个是我总结的,或许存在,或许不存在,有不同意见,欢迎在评论区讨论。2.1、空间科学合作
空间科学方面的合作,就我知道的来说,有政府机构间合作项目和研究机构间合作项目(研究者/课题组层面的合作就不列举了)。
2.1.1、欧盟-中国科技部:H2020中的中国CFM
地平线2020(Horizon 2020)计划是欧盟最新一轮的科技支持计划(2014年到2020年),总预算高达800亿欧元。其中,我国与欧盟达成了一项共同资助机制协议(Co-funding Mechanism),H2020的盘子中,有2亿人民币给中国的国际合作项目。H2020的申请指南中,有一些项目要求必须是国际合作项目,也就是单独一个欧洲国家的机构是无法申请下来的,必须拉上跨国合作方(一般也是欧洲国家,比如德国DESY和法国IN2P3针对高能物理的合作项目,但英国么,就呵呵了),有了CFM,欧洲国家也可以拉上中国一起申请欧盟的预算。而对于与欧洲合作方一起申请预算的中方单位,我国科技部来拨预算。H2020涵盖的方面很多,航天只是其中之一。与ESA(欧空局)不同,欧盟的H2020计划看重的是空间应用和空间技术层面的,比如微小卫星技术的应用前景研究、小微企业进入航天领域的门槛降低、空间天气预报、等等。参考:Horizon 20202.1.2、欧空局-中科院:SMILE卫星
前面提到的H2020中的CFM计划是欧盟与中国科技部达成的政府间合作项目。欧空局ESA与中国科学院近期也达成了一项新的合作:欧空局宇宙愿景(Cosmic Vision)S2 任务/中国科学院空间科学先导任务-SMILE科学卫星项目。SMILE全称太阳风-磁层关联探测器,将研究地球磁层与太阳风之间的关联。欧方预计资助5300万欧元,中方预计提供对等的资助额度。欧洲提供科学卫星的科学载荷,中方除了也提供载荷之外,预计还将提供卫星平台和运载。参考:
Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link ExplorerESA Science & Technology: ESA and Chinese Academy of Sciences to study SMILE as joint mission【中国科学报】中欧再联手“微笑”看地球----中国科学院空间科学与应用研究中心2.1.3、欧空局-科工局:MarcoPolo-2D计划
欧空局和中国国家航天局(对外叫航天局,对内是科工局,隶属工信部)的MarcoPolo-2D计划,是一个面向小行星的采样返回计划。参加研究的科研机构有:英国Open大学、法国巴黎天文台、南希天文台、Grenoble大学、德国马普所等欧洲机构,主要提供原位分析仪器和采样仪器;中国空间技术研究院(航天五院)、钱学森空间技术实验室、澳门科技大学、中国地质大学、北京理工大学、紫金山天文台、上海天文台、国家天文台等等国内研究机构,研究任务包括科学目标选取、飞行器轨道设计、闪亮登场的长征5号运载火箭、若干个测控站(喀什、佳木斯、阿根廷)、部分科学载荷研制等等。目前这个项目还在寻求正式立项的漫漫长路上摸索着前行。参考:
Marco Polo (spacecraft)2.1.4、欧空局-科工局:双星计划
其实我国与ESA的合作早就有成功的先例。ESA和科工局的双星计划,是首个由中国科学家提出,并以中国为主的国际合作空间探测项目。该项目发射了两颗卫星,一个绕地球赤道转,一个绕地球子午圈转(经过两极),探测地磁场。欧空局提供了800万欧元的资助。这个项目对我国的好处显而易见,而欧洲也没做亏本的买卖。此前,欧洲已经有了名为Cluster 2的空间探测项目,旨在研究太阳活动周期中地磁场的变化。欧方也视我们的两颗卫星(两个探测器)为Cluster 2项目已有星座的扩展,对其科学价值有显著的提升。
参考:
Cluster II (spacecraft)Double Star (satellite)2.1.4、XTP+LOFT=eXTP
前面提到的是政府机构之间的合作。此外,还有研究机构之间的合作项目。比如eXTP项目。本来,中科院空间科学先导项目中有一个高能物理研究所提出的X射线时变与偏振望远镜(XTP)项目,而ESA的Cosmic Vision计划中曾经有一个叫做“大型X射线时变天文台”(LOFT)的项目,作为M3候选者,但欧洲这个项目没能进入下一轮资助,但它巨大的探测器(10平方米)实在是太棒了,对于回答ESA在Cosmic Vision资助计划中的问题“极端条件下的物质”太重要了,有希望验证黑洞边缘广义相对论是否成立、研究中子星的物质状态,所以让这个探测器跟着整个项目流产实在可惜。于是欧洲的研究者就加入了我国的XTP项目,贡献一个大型探测器,而XTP项目也强化成为了“强化XTP”项目(Enhanced XTP, eXTP)。
参考:
http://arxiv.org/abs/1607.0882 3Mission overview2.2、空间应用合作
而空间应用方面的合作,远一些的,是中巴地球资源卫星CBERS,近的,有中国和白俄罗斯的通信卫星项目。
中巴地球资源卫星的合作基础是1984年两国达成的科技合作意向。1988年,巴西与我国合作研究地球资源卫星。巴西通过合作,提高了卫星研制能力,我国则通过合作树立了良好形象。
今年(2016年)1月16日,我国为白俄罗斯成功发射了该国第一颗通信卫星——白俄罗斯通信卫星一号。虽然这个合作项目更多的是商业发射,是做买卖,但意义也不小。这是我国首次向欧洲国家提供卫星在轨交付服务,示范作用不言而喻。
参考:
我国成功发射白俄罗斯通信卫星一号----------------------------------------------------
我入行航天时间不长,了解的东西也不多,有谬误还望读者指出,谢谢!
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