空间科学实验与探索“只有一、没有第二次”，每个任务都肩负着新的科学使命，或提出新的科学理念，或面临新的太空环境，或突破新的有效载荷技术，或迎接新的工程需求，这些“新”是空间科学试点项目必须面对的积极问题，也是卫星工程必须关注和管理的质量要素和风险。

科学任务有效载荷的重要性和特殊性

有效载荷是科学卫星获取科学数据、实现科学目标的“领头兵”。它是科学卫星工程中最关键的组成部分。它的配置、设计和开发是保证科学目标实现的关键。

科学任务载荷的特殊任务决定了它具有很强的探索性和开拓性，其主要特点包括：1）科学目标和探测对象具有很强的探索性；2）指标具有很强的前沿性；3）技术难度极高，设计极其复杂；4）精度极高；5）系统优化设计需要与检测目标密切相关；6）工作环境的不确定性大。

负载开发单位和团队状况

由于我国空间科学卫星任务起步较晚，现阶段许多提出和参与空间科学任务的单位和人员都是首次参与航天工程项目。

这意味着一大批科学思想丰富、科学素养高但缺乏航天工程经验的人，被纳入航天科学任务实施过程的力量。

在发展过程中有效载荷技术，不确定因素较多，技术状态变化较多。难免会遇到难以预料的困难和问题，对风险管控的要求很高。

有效负载管理实践

空间科学卫星项目采用“首席科学家+工程二将”的管理体制，在以落实科学目标为动力、保障工程任务顺利实施方面积累了宝贵经验。在空间科学试点二期实施过程中，采取了一系列创新举措。

建立负荷科学家制度管理模式有效载荷技术，促进科技有机融合

(1）采用负载科学家系统管理模式激发科学创新

借鉴国外经验，空间科学任务的科学载荷采用了科学家（ , PI）系统管理模式。

PI是一位了解科学并具有一定工程经验的科学家。它的作用相当于项目首席科学家的助手。它充当科学家与工程师和技术人员之间的桥梁，实现科学家在有效载荷设计方面的想法，并协调有效载荷团队进行产品开发。

负载 PI 的人选一般由项目论证阶段指定的首席科学家指定，每个有效载荷可以设置一个负载 PI。采用载荷PI管理模式可以激发科学创新，提高载荷开发效率，促进科技融合。

（2）Load PI深度参与负载设计开发，确保科学与工程的有机结合

载荷PI和载荷研制单位共同进行载荷系统顶层设计，深度参与载荷研制、试验和在轨运行过程。其职责集中在方案设计阶段和在轨运行阶段。

(3）建立科学家团队与工程技术团队的沟通机制，促进科技有机融合

科学家总是有新的想法，但工程师和技术人员追求的是稳定和低风险。为了解对方语言，及时准确识别和化解风险，空间科学先导项目搭建了科学团队与工程技术团队交流的平台。

通过科学家和工程技术人员的反复沟通和迭代，保证了需求的准确性和设计、测试、生产、校准的正确性，科学目标迅速渗透到研发的各个层次和环节，实现了产品的有机融合。科学技术得以实现。融合。

重视攻克负荷关键技术问题，降低技术风险

习近平总书记强调，“关键核心技术不能得到、不能买、不能谈判，只有把关键核心技术掌握在自己手中，才能从根本上保障国家经济安全、国防安全等安全。”

从前期研究、背景模型研究、立项综合论证到方案设计，攻关关键技术一直是空间科学卫星工程发展的重要任务；在工程开发阶段，仍需注意通过充分的地面试验降低关键技术风险。

高度重视负载校准和测试验证，以确保结果可靠

航天科工任务高度重视有效载荷的标定，全面开展各种地面试验验证。

例如，中国第一颗具有国际标准X射线校准光束线的HXMT卫星已经建成，发射前已经进行了4-6个月的校准测试，以及负载能量响应函数、探测效率等核心要素。 , 和温度响应已获得。将技术数据与卫星在轨实测数据进行对比分析，检测确定产品的基本状态，保证望远镜观测结果的正确性、有效性和适用性。

HXMT卫星发射场图片（来源：-HXMT）

以机组开发为抓手，全面推进工程质量管理

通过推进质量管理体系建设、坚持常态化培训、开展质量专项检查和重大风险独立评估等，确保全过程质量可控，增强全员质量意识，确保过渡阶段不出现问题，有效降低发展风险。

(1）推进质量管理体系建设，确保全过程质量可控

空间科学试点探索形成了独特的质量管理模式，制定了《空间科学卫星工程质量管理通用要求》等一系列高层管理文件，建立了专门的质量管理体系和产品保证体系。通过有效的制度建立、制度管理和持续改进，保证整个开发过程的质量可控。

(2） 开展常态化培训，增强全员质量意识

在项目的各个阶段，专项项目一般会邀请国内外航空航天领域的专家对项目开发的重点、风险点和应注意事项进行培训，为项目开发提供必要的保障。确保团队技能和知识储备的提高。此外，各级任务承担单位还分层分类开展各类培训措施。通过工程实战与训练提升相结合，努力打造一支敢于打硬仗的航天队伍。

（3）开展质量专项检查和重大风险独立评估，降低发展风险

在每个卫星项目的重要里程碑之前，将充分调研专项项目的整体研究，并组织国内外相关领域的专家进行专项质量检查，确保有效载荷和卫星转移到舞台和发货毫无疑问。同时，专项统筹组织开展重大风险项目独立评估，组织质量与可靠性、软件工程等相关领域专家对量子卫星和暗器前期研制阶段重大风险项目进行独立评估。物质卫星。

提升管理水平，工程、卫星、载荷三个层次共同保障载荷的质量、进度和成本

(1）建立整体，对子系统进行整体管理

选择具有相对丰富航天经验的科学院作为整体有效载荷，负责有效载荷子系统的质量、进度和成本管理。负载一般在负载级进行，以贯彻航空航天产品开发的质量要求和技术规范，按照产品开发技术流程协调管理和资源规划。

（2）工程、卫星和有效载荷的整体质量和进度共同保证

整体项目配合卫星整体系统，制定有效载荷子系统年度考核节点，实施有效载荷子系统项目管理导则；加强对载荷子系统各阶段开发工作的管理，实时掌握开发进度。进入原型开发阶段，要求将质量和进度管理细化为周报和“短期”日报，及时比较日常工作的完成情况。

关于负载PI系统和数据PI系统的思考

鉴于有效载荷PI在项目各阶段的重要作用，可考虑在后续卫星任务中全面推广，进一步规范有效载荷PI体系。目前的做法是在项目论证阶段任命首席科学家，项目获批后任命首席科学家。是否需要提升为工程整体统一任用尚无定论，需要在卫星任务实践中探索。

空间科学试点项目二期ASO-S卫星任务对载荷级数据的PI系统管理模式进行了有益尝试。但是，数据PI的职责如何定位才能更利于发挥作用，最大限度地输出成果，负载PI的职责和权限如何划分，是否具有推广应用的普适性，等等，还需要在实践中探索。

高级天基太阳观测站（ASO-S）的模拟（来源：国家空间科学中心）

致谢：在撰写过程中，我得到了中国科学院暗物质卫星工程助理总工程师和国家空间科学中心陈晓敏研究员的指导。本文的主要思想通过空间科学试点专项研究参与者和管理者的实践，有效地应用于空间科学任务。

本文作者：李超、魏飞 作者简介：李超，中国科学院国家空间科学中心，副研究员，研究方向为空间科学战略先导科技项目和科学卫星项目综合管理。

《科技导报》创刊于1980年，是中国科协的学术期刊。管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化等方面的决策咨询和建议。常设栏目包括院士序、智库观点、科技评论、热点话题、评论、论文、学术焦点、科学与人文等。

《科技导报》微信公众平台成立于2014年，主要发布《科技导报》期刊要旨，报道科技热点、科技事件、科技人物，开创了一个新的与报刊杂志密切相关、特色鲜明的媒体平台。