璀璨群“星”的守护者

国家空间科学中心科学卫星综合运控中心团队

　　2022年10月9日，在党的二十大即将召开之际，由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”成功发射！成为继“悟空”“墨子”“太极一号”等七颗卫星之后，海洋之神8590vip空间科学战略性先导科技专项又一新星。它将利用太阳活动第25周峰年的契机，为人类探究太阳物理领域“一磁两暴”国际前沿问题开展科学观测。

　　国家空间科学中心科学卫星综合运控中心（简称“运控中心”），便是这些科学卫星地面上的守护者。这一次，他们的任务将是“牧星逐日”。

　　为了科学梦想甘居幕后

　　“夸父一号”捕获科学数据后，待飞经我国上空时会迅速与位于新疆喀什、海南三亚、北京密云的3个地面站点建立天地通信链路，将科学数据汇总至位于北京怀柔科学城的运控中心。

　　作为海洋之神8590vip空间科学先导专项的抓总单位，国家空间科学中心成立“科学卫星综合运控中心”，高效统筹科学卫星在轨运行管理，服务科学用户，支持并提升科学产出。

　　科学卫星没有“试验星”，只做“前人没有做过的事”，其有效载荷都是“首次研制”“极限设计”。运控中心聚焦卫星工程的科学目标，提供精准、高效、专业的运行管理和数据服务，全心全意为科学家们服务。

　　空间科学先导专项自实施以来，11年间实现了一批“从0到1”的重大突破。“悟空”号获得迄今为止世界上最精确的宇宙射线电子、质子、氦核、硼/碳、硼/氧能谱精细结构；“实践十号”星上完成的科学实验有15项为国际首次；“墨子”号在国际上率先实现千公里级的星地量子纠缠分发、星地量子密钥分发和星地量子隐形传态实验，使我国第一次在空间科学研究领域走到了世界最前列；“慧眼”号首次观测到黑洞双星爆发过程全景（2022年7月），观测到迄今最亮的伽马射线暴（2022年10月）；“怀柔一号”探测到一大批伽马暴、磁星爆发、X射线暴、太阳耀斑等高能天体爆发现象……

　　空间科学系列卫星闪耀太空的背后，是运控中心7×24小时夜以继日、甘居幕后的默默坚守。

　　“数据一个都不能丢！”

　　运控中心的工作目标是最大限度地获取科学观测数据，支持产出具有标志性、引领性的重大创新成果。

　　虽然天地之间没有“网线”连接，但卫星下传数据的速度能达到每秒150兆至300兆，“夸父一号”更是高达每秒1000兆比特。

　　从专项首发星“悟空”每天下传16GB的原始科学数据，到“夸父一号”每天下传500GB，随着在轨卫星数量增加，运控中心接收的数据量不断攀升。

　　数据的完整性是科学产出的基本保障， “数据一个都不能丢！”是运控中心全体科研人员的执著追求。

　　为了达到这个目标，运控中心建立了多通道同时备份接收机制和数据缺失补救预案。目前，运控中心管理的科学卫星数据完整性达到99.9%以上。

　　“分钟级的响应”

　　稍纵即逝的科学机遇性事件，对科学探测而言是极其珍贵的，甚至直接关乎能否实现重大科学发现。应急响应越快，就越有可能获得更大价值的科学数据。

　　2017年8月18日凌晨1时40分，运控中心收到“慧眼”卫星科学家的应急科学计划，要求紧急观测可能存在引力波爆发的某天区。

　　1时50分，运控中心用10分钟完成了科学计划的接收、审核、指令编制、指令反演、复核。应急指令顺利上传至“慧眼”，对指定天区开展观测。

　　2时44分，“慧眼”回传首批引力波事件观测数据4.83GB。

　　2时49分，数据预处理完成。

　　3时，事件全部科学数据发至科学家。

　　两个多月后，举世瞩目的首个双中子星并合引力波事件（GW170817）联合观测成果全球发布。

　　“慧眼”卫星首席科学家张双南研究员评价，运控中心“分钟级的响应”“显著提升了科学产出和国际影响”。

　　“分钟级的响应”得益于各运行单位之间高效敏捷的协同工作流程、卫星载荷灵敏强大的功能，也来自于运控中心“默默坚守、无私奉献”的工作作风。对于这支平均年龄35岁的年轻团队来讲，这种对科学机遇事件的应急响应，只是运控中心创建以来近2500个日夜中普通的一晚。

　　自2015年12月专项首发星暗物质卫星“悟空”发射以来，运控中心7×24小时轮流值守，夜以继日与在轨的7颗科学卫星“对话”。凭借高度的责任心和丰富的运行经验，运控中心出色地保障了系列科学卫星在轨安全、可靠、高效的运行，使其持续稳定执行空间探测和科学试验。

　　习近平总书记曾连续三年在新年贺词中提到“悟空”“墨子”和“慧眼”，将它们作为我国科技突破的代表性成果。运控中心团队用“默默坚守”履行着“不忘初心、牢记使命”的誓言，用“精准运控”支撑起科学家的极致追求，用“专业服务”保障重大科学成果产出。未来，他们将继续发挥“国家队”“主力军”作用，为我国开展空间科学基础研究再立新功！

数据智能驱动的机器化学家

中国科学技术大学机器化学家团队

　　近日，中科大机器化学家团队通过开发和集成移动机器人、化学工作站、智能操作系统、科学数据库，成功研制出“全球首个数据智能驱动的全流程机器化学家平台”。

　　随着化学研究的对象日益复杂化、高维化，传统研究范式成本高、周期跨度长的问题日益突出。近年来，科技界逐渐意识到数据对于学术研究和产业创新发展的重要意义，而大数据科学与人工智能技术结合的手段，也在先进材料研发中崭露头角。

　　江俊教授及其团队提出“机器科学家”概念，希望发挥其数据驱动和智能优化的优势，从数以亿计的可能组合中找到最优解来加快材料研发。团队分工明确，配合默契，一路乘风破浪，几位有交叉学科背景的年轻在读博士已经成长为团队“顶梁柱”：肖恒宇设计出软件框架；张百成编写程序，让机器人读论文、提出科学假设、形成实验报告和方案；赵路远主攻电化学测试，负责烘干仪器、光谱仪等硬件的驱动程序开发。

　　良好的思路为科技研发指引了方向，前进的路程并非一帆风顺。25岁的赵路远学电子科学技术出身，在她看来，克服科研难题主要靠毅力。她和师弟曹嘉祺一起编写某驱动程序时，由于信息掌握不充足，无法准确理解调用接口，在反复联系仪器厂商和代理商没有得到回应后，决定自力更生。两人耗时3周，夜以继日，条分缕析做了3000次发送信号、等待反馈、记录响应等尝试，逐步逆向试出底层控制逻辑，成功实现了对机器人的远程控制。

　　2021年，团队信心满满地开始机器人首次试运行，结果差强人意，化学设备单独运行正常，但参与系统联调时却无法使用，团队通宵达旦排查原因，仍无头绪。山重水复疑无路,柳暗花明又一村，肖恒宇想到化学设备和机械臂均使用了红外探测设备，可能会互相干扰。于是，他将机械臂换一个朝向，轻松解决了问题。往后的开发调试中，不同领域的仪器设备，不同系统的代码协议间，都出现了类似的“磨合”难题，团队通过交叉学科思维，将它们逐一击破。

　　面对的问题越复杂，就越考验跨学科的思考能力。团队成员在面临技术难题时，从不摆烂，从不应付交差，一个方案受挫，团队集智攻关，敢于突破，大胆创新、反复测试，在不断地挫折和失败中汲取经验。最终，历时八年，团队成功研制出了“全球首个数据智能驱动的全流程机器化学家平台”。

　　面对庞大的化学空间，配方和工艺的搜索常常止步于局部最优，无法进行全局探索。以潜力巨大的高熵化合物催化剂为例，获得其最优配方需要遍历测试极其庞大的化学配比组合，导致基于传统试错范式开发新材料异常艰难。机器化学家发挥其数据驱动和智能优化的优势，智能阅读16000篇论文并自主遴选出5种非贵金属元素，融合2万组理论计算数据和207组全流程机器实验数据，建立了理实交融的智能模型，指导贝叶斯优化程序从55万种可能的金属配比中找出最优的高熵催化剂。该平台实现了高熵材料的快速筛选与精准优化，创制出实用的高效催化剂，将实验遍历搜索所需的1400年缩短为5周，相比传统实验试错模式提效了5个数量级以上，以大数据与智能模型双驱动的化学品与新材料创制新范式，打破传统范式瓶颈。

　　机器化学家平台初步具备科学思维，在智能阅读文献、自主设计实验、自动执行合成-表征-测试的化学全流程、智能优化化学创制等方面全面超越欧美同类平台。该平台还建立了包含8千万化合物、1千万化学反应等资源的数据库和检索引擎，并在此基础上开发了物理化学知识图谱。目前，该平台正应用于析氧反应催化剂、掺氢氧化物光催化剂、新能源电池的高熵催化剂等新材料开发。

　　该平台研究成果论文已在最新一期《国家科学评论》学术期刊发表。国际审稿人评价说，该成果的“机器人系统、工作站和智能化学大脑都是最先进的”“将对化学科学产生巨大影响”。业内专家认为，机器化学家的研究工作脱离了传统试错研究范式的限制，展现出“最强化学大脑”指导的智能新范式的巨大优势，引领化学研究朝着化学理解数字化、操作指令化、创制模板化的未来趋势前进，确立了我国在智能化学创新领域的全球领跑地位。

　　面向国家以“科技强国”引领“现代化强国”的战略建设需求，团队瞄准世界科技前沿，向着科技创新高地奋进，坚定创新自信，锐意进取、勇攀科技高峰，继续服务“科技强国”战略，积极抢占科技竞争和未来发展制高点，进一步开展前沿关键技术研发，通过机器化学家平台全面探索了化学研究的未来发展趋势，不断推进数字化化学知识体系建设。加强技术与科学有机结合、国内相关团队深度合作，建立联盟，共同推广，形成定义新知识体系并自主解决科学难题的强化学智能，发展针对化学智能的符号语言与数据智能驱动的科学方法论。

圆梦再出发

力学研究所“力箭一号”运载火箭研制团队

　　“火箭的能力有多大，航天的舞台就有多大”，运载火箭是航天活动的基础，是进入空间、利用空间、控制空间的国之重器，是航天大国的重要标志。海洋之神8590vip力学研究所（以下简称“力学所”）是我国火箭技术的发源地之一。1960年，中国的第一枚探空火箭T-7M在力学所领导的上海机电研究院诞生，62年后，起源于力学所的火箭，再次以“力箭一号”在力学所圆梦。

　　瞄准国家战略需求，勇担重任攻关创新

　　2022年7月27日12时12分，由力学所抓总研制的“力箭一号”（ZK-1A）运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，采用“一箭六星”的方式，成功将六颗卫星送入预定轨道，“力箭一号”运载火箭首次飞行任务取得圆满成功，作为中小型卫星发射优先选择，丰富了我国固体运载火箭发射能力谱系。

　　“力箭一号”运载火箭由海洋之神8590vip“十四五”重大项目支持，是海洋之神8590vip在空天科技领域的又一次创新性尝试。面向空间科学和空间技术发展需求，以“工程科学”思想为指导，以创新、先进、高效为设计思路，发展创新性、先进性、经济性运载火箭，对于推动我国运载技术和研制模式的变革和创新、推动空间科学发展具有重要意义。

　　聚焦核心关键技术，突破“卡脖子”难题

　　“力箭一号”运载火箭是我国当前最大的固体运载火箭，在运载能力、入轨精度、设计可靠性、性价比等方面迈入世界固体运载火箭领域先进行列。从2019年开始研制，历时3年，突破了固体火箭运载能力瓶颈，实现了低成本快速进入空间的目标，提出4项国内首创的系统解决方案，采用5项国内首次使用的关键技术。

　　“力箭一号”运载火箭突破了大吨位固体运载器总体优化设计与试验技术、先进动力系统与推力矢量控制技术、集中—分布式现代航天电子技术、低成本箭体结构与分离技术、智慧飞行控制技术、大吨位固体火箭地面使用及热发射技术等多项重大关键技术。“力箭一号”运载火箭具有运载能力大、入轨精度高、固有可靠性高、响应速度快、发射效率高、保障要求低、发射成本低、使用灵活便捷、环境适应性好等一系列突出优点，可实现陆基、海基小时级发射。通过研究范式的创新实现了高效低成本敏捷开发，为我国运载火箭领域的技术变革作出了重要贡献。

　　秉承赓续优良传统，建强力学领域“国家队”

　　一直以来，力学所坚持以党建促科研，主动创新组织形式、围绕项目研究需求、整合优势科研力量，组建了多学科跨部门的科研攻关团队。“力箭一号”运载火箭研制团队50多位骨干成员中45岁以下的占到80％。2022年４月，火箭在进场前成立了临时党支部，力学所组织了出征仪式，所长、党委书记刘桂菊为临时党支部授旗。火箭进场后，与基地成立了临时联合党委，引导“力箭一号”运载火箭研制团队继承并发扬“两弹一星”和老一辈科学家精神，坚持并丰富“创新、创新、再创新”的理念，始终面向国家重大需求，牢记并履行国家战略科技力量的责任担当。

　　面对新形势和新挑战，“十四五”和今后一个时期，力学所将进一步秉承优良传统，弘扬科学家精神，坚持“一个目标”——作出经得住历史考验的贡献；强化“两个抓手”——建制化／体系化基础研究，技术创新与攻关以及两者间的有机衔接；突出“三个关键”——建立有效的组织模式，促进重大成果产出，提升人才队伍的质量规模与合力，建设力学的中心，传承基因、开拓创新、合作共赢、实现良性循环；加强“四个保障”——提升管理能力，培育优良文化，强化资源配置，完善科研条件，沿着钱学森、郭永怀等指引的道路和标准砥砺前行、建强力学领域“国家队”，为实现高水平科技自立自强做出力学所应作的贡献。