最近，由上海研制的空間新技術試驗衛星“創新X”系列首發星不斷傳來驚喜：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錄、獲得我國首幅太陽過渡區圖像、國產量子磁力儀首次空間應用并獲得全球磁場勘測圖……
      
這顆重量只有620公斤的衛星上，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，涉及近10個學科領域，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、新技術由各參與方自主投入，不少是“從0到1”的創新，通過試驗星將創新技術快速集成并進行飛行驗證，可加快關鍵核心技術從基礎研究到在軌應用的轉化。
      
隨著航天科技、空間科學的快速發展和未來空間產業的加速布局，科研領域希望上天觀測、驗證的新技術新想法層出不窮。當通過爭取國家項目上天的機會“一票難求”，一種通過“眾籌”方式獲得太空科學實驗和技術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，愛因斯坦探針衛星（EP）總設計師、中國科學院微小衛星創新研究院新技術中心主任張永合冒出了一個有點離經叛道的念頭：這顆科學衛星研制難度極高，如果可以將其中一個寬視場X射線相機試驗模塊先送入太空，將為后續研發提供極大便利。
      
然而，這個想法一提出，就遭到了不小的“質疑”：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，會增加風險；僅為一臺設備發顆星不現實……
      
但好處也顯而易見：既可驗證相關數據，證明技術的可行性，又可獲得科學數據，推動在研項目的優化。幾經討論，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、同濟大學組成的太陽觀測科學團隊，正在研發國際上首臺基于多層膜窄帶濾光技術的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，科學價值非常高，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，張永合發現，不少實驗室、研究機構都遇到了類似的苦惱。近年來，國家加大了對空間領域基礎研究、科技創新的投入，但這些創新成果從實驗室走向太空，需要經歷漫長的過程，最終能獲得上天機會的幸運者很少。
      
十幾個實驗室“湊”一顆衛星上天
      
2021年初，中國科學院“力箭一號”首飛工程立項，“眾籌”衛星的計劃迎來了轉機。基于“共擔風險、科學優先”的原則，中科院空天飛行科技中心主任、“力箭一號”運載火箭總設計師楊毅強愿為“眾籌”衛星提供一次免票旅行。
      
這一計劃獲得了中國科學院的支持，院方發文在院內征集“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”衛星上的“主角”。
      
經過一年多遴選，一起搭星上天的十幾個“同行者”終于湊齊。由于開創了一種從未有過的“湊”衛星模式，張永合團隊將這顆衛星取名為“創新X”系列首發星。
      
“‘創新X’，就是創新交叉、創新無極限之意。”張永合解釋，我國空間科學衛星多采用專業衛星的模式，比如太陽探測衛星上所搭載的載荷均與太陽研究相關，而讓天文、量子、遙感、在軌制造等不同領域的載荷“搭乘”同一顆衛星，這還是第一次。
      
航班式“中試平臺”順應創新需求
      
2022年7月27日“創新X”首發星升空后，EP試驗模塊很快就獲得了“首光”（first light）并傳回數據。EP首席科學家袁為民興奮地說：“距離夢圓，從來沒有如此之近。”
      
此后半年，各種新技術得到驗證、科學載荷獲得新發現的好消息，不斷傳回地面。不少科研團隊紛紛來向中科院微小衛星創新院打聽，“創新X”系列的第二顆星何時啟動“眾籌”。
      
壽命只有一年半，這顆“湊”成的衛星為何引起這么多的關注？張永合認為，隨著我國科技水平的提高、創新能級的提升以及航天技術的發展，這種眾籌式、航班式的空間科學實驗范式順應了創新需求。作為一種適應科技發展的新生事物，搭建太空中的“中試平臺”也成了眾望所歸的全新探索。
      
“一種空間科學儀器的研制，過去只能爭取納入專門的衛星項目中，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困難。”張永合說，這在一定程度上抑制了空間科學相關的創新熱情，“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實驗衛星的‘航班’，科學家的創新熱情將會被充分激發出來”。
      
首次嘗試“眾籌”，張永合帶領團隊特意對衛星平臺進行了改造，讓相關系統變得更加通用，可以適應不同“乘客”的需求，為新型載荷、新技術產品提供一種寬適應、低成本、可持續的試驗平臺——這種衛星平臺可多次復用利用，也可根據需要進行一些改造，無需像專門的科學衛星那樣為載荷特別定制，即使臨時調換“乘客”，也能從容應對。
      
投項目VS投機會，一張“星票”創新無限
      
想搭上“眾籌”衛星的“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個研發團隊平攤火箭、衛星平臺、發射等費用，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，只要合理規劃，每個載荷都可以在衛星上找到合適的“座位”。而有些新技術、新產品的驗證實驗，往往只持續幾天、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。
      
“目前的科研經費大部分投向了科研項目本身，未來可將一部分經費投向創造科研的機會。”張永合說，如果一顆衛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”，科學家可以像申請大科學裝置的機時一樣申請太空實驗的機會，這將大大激發我國空間科學的創造力。