我国深空探测任务引入首席专家制管理模式的适用性浅析

我国深空探测任务引入首席专家制管理模式的适用性浅析

耿言李莎李虹琳李金钊深空探测是一项高投入、高风险的航天活动，不仅需要先进的技术能力，而且需要先进的管理水平。半个多世纪来，深空探测任务从早期以行政手段为主，发展到目前相对完善、运行高效的管理模式，极大地推动了航天技术的进步和科学成果的产出。我国深空探测活动刚刚起步，科学合理、符合时代特征的管理模式有助于提高任务的成功率，并缩短研制周期，从而推动我国深空探测任务的快速发展。本文对首席专家制在我国深空探测任务中的应用进行简要分析，并提出合理化建议，以便对未来我国深空探测任务的组织管理模式有所借鉴。一、首席专家制的概念首席专家制(PI)管理模式是美国国家航空航天局(NASA)自上世纪90年代开始，为弥补其核心任务管理模式的不足而尝试的一种新型管理模式。这种管理模式较之核心任务管理模式，具有科技创新能力强、任务成本低、发射频率高且获得的科学成果回报高等优势。所谓首席专家制，是以首席专家为核心进行人力资源配置、以项目经费全成本核算为中心进行物资资源配置的一种科研管理模式。首席专家制任务由科学家来领导并设计空间科学探测任务，科学家在任务决策和管理方面拥有更大的自主权。首席专家对整个任务负全责，从任务方案设计、成本控制和进度，直至整个科学探测过程。二、首席专家制在国外深空探测任务中的应用情况及作用美国是最早开始采用首席专家制进行深空探测任务管理的国家，主要用于工程技术比较成熟、投资相对较少的中小型探测任务。迄今为止，NASA已在4种系列任务中采用了这种管理模式，即“发现”系列、“探测者”系列、“火星侦察兵”系列和“新边疆”系列。近年来采用首席专家制管理的型号任务如：“圣杯”月球探测器、“洞察号”火星着陆器（在研）、“火星大气与挥发物演化”(MAVEN)探测器、“朱诺”木星轨道器和“有源光谱释义资源安全风化层辨认探测器”(OSIRIS-Rex)（在研）等等。NASA也在一些深空探测的科学有效载荷级任务中采用首席专家制管理模式，以激励科学创新，如“火星科学实验室”(MSL)。除NASA之外，尚没有其他航天机构在深空探测全任务中采用首席专家制管理模式，但在科学有效载荷方面不同程度地引入了首席专家制。如欧空局(ESA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)等航天局对深空探测任务中的科学有效载荷多采用首席专家制管理模式。经过20多年的发展，首席专家制逐渐趋于成熟，在深空探测任务中发挥了积极的作用。采用首席专家制管理模式可推动科技创新能力，提高科学探索任务的竞争性，加快发射频率，提高科学和技术回报，促进任务成本的降低，并提高社会民众对深空探测事业的关注度。三、首席专家制在我国深空探测任务中的应用在我国深空探测任务中，探月工程和中国科学院（简称“中科院”）空间科学战略性先导科技专项（简称“空间科学先导专项”）工程尝试采用首席专家制进行管理。但是，这个首席专家不是一个综合性的项目负责人，只是在型号任务中的某些阶段发挥主要作用，如立项论证阶段和科学运行阶段，主要负责科学目标的提出、科学有效载荷的设定以及数据成果的科学应用，并在工程研制阶段参与讨论。我国深空探测任务中的首席专家偏重于科学研究，因此我们多称之为首席科学家，而不是首席专家。下面对探月工程和中科院空间科学先导专项工程中所采用的首席专家制管理模式进行重点论述。1．首席专家制在探月工程中的应用探月工程是面向科学探索的航天工程。为了取得更多更好的科学成果，国防科工局为工程设立了月球应用科学首席科学家（以下简称首席科学家）职位。首席科学家由国防科工局聘任，牵头组织科学目标与有效载荷的论证，并最大范围地组织国内科学家对工程所获取的科学数据开展研究。在工程任务的论证阶段，首席科学家负责牵头组织论证工程的科学目标、科学有效载荷的需求与配置方案；在工程研制阶段，首席科学家负责组织科学目标可实现性与可实现程度的分析、研究和评估，组织审议科学有效载荷的定标；在任务运行阶段，首席科学家负责牵头组织全国科学家对科学数据进行深化研究，以实现科学目标。探月工程对科学有效载荷级首席专家制管理模式进行了有益的尝试。仿照美欧深空探测任务中科学有效载荷级首席专家制模式，对“嫦娥三号”探测器的月基光学望远镜，采取由科学家作为第一责任人牵头设计和研制的方式。这名科学家组织了由18名成员组成的研究团队，负责提出载荷所要实现的科学目标、设计方案和技术指标，并指导工程师完成载荷研制，且负责该载荷的联试联调、指标定标、仿真模型试验等一系列工作。获得科学数据后，该科学家牵头开展分析研究，很快获得研究成果，发表了高水平论文，获得了很好的科学成果回报。2．首席专家制在空间科学先导专项工程中的应用空间科学先导专项工程由中科院国家空间科学中心负责管理，由7个项目组成，分别是：硬X射线调制望远镜卫星、量子科学实验卫星、暗物质粒子探测卫星、“实践十号”返回式卫星、“夸父”计划、空间科学背景型号项目和空间科学预先研究项目。目前，除了“夸父”计划由于没有与欧洲达成一致，国际合作未能落实而暂缓执行外，其他型号项目正在推进实施。空间科学先导专项工程采取“首席科学家+两总系统”的管理模式。空间科学先导专项工程的探测任务主要由科学家发起，科学家就前沿科学问题提出科学目标，并设定科学有效载荷．且围绕载荷的需求开展探测器方案论证。探测任务经立项申报程序完成立项后，原始科学思想提出者即作为此次任务的首席科学家。首席科学家在立项论证阶段和科学运行阶段发挥主导作用，但在工程研制阶段仍以主管部门成立的“两总”系统牵头负责任务研制、发射和运行。首席科学家密切跟踪工程的研制。如果首席科学家因新思路而提出对任务的研制进行修改，必须经“两总”系统组织审定；如果发现任务的研制不能满足科学需求，影响科学目标的实现，首席科学家将组织分析研究，评估影响程度，并与“两总”系统协商解决工程技术问题。首席科学家和“两总”系统的关系可简要表示为如下图所示。空间科学先导专项工程的每个任务都设立一个工程总体办公室（首席科学家、总师、总指挥的办事机构），负责承担具体的工程组织管理工作。综上所述，空间科学先导专项工程是以科学目标为主要驱动的探测任务，探测器平台技术较为成熟，基本不存在难以攻克的工程技术难题，在我国航天任务传统的管理模式基础上，探索采用“首席科学家+两总系统”的组织管理模式。目前，先导专项正在实施中，这一组织管理模式的效果还有待实践检验和评估。四、对我国深空探测管理体制的几点建议我国的深空探测以2004年开始实施探月工程为起点，起步较晚，目前还处于发展的早期阶段。基于我国航天工程组织管理的成功经验组织实施探月工程，在10年时间内四战四捷，圆满完成了探月工程前两步任务，第三步任务也在顺利实施中。这些实践证明了我国的工程组织实施富有成效，适应于当前的发展阶段。但我们也应看到，探月工程的科学成果不够丰富、不够突出也是不争的事实。面对这些问题，我们应该充分学习和借鉴国外的先进经验，改善我们的管理。1．重视研究采用首席专家制管理模式的条件和基础首席专家制管理模式对深空探测任务的科学产出的激励效果明显，但采用这种制度需要在技术、管理和人才方面具备相当的条件和基础。本文虽在有关方面进行了一定的研究，但基本上还处于定性分析的层面，缺乏细致的数据分析做支撑，有关研究还远不够深入，在理论和操作层面还都不足以支撑我们去实践这一组织管理模式。因此，建议相关部门继续支持这方面的深入研究，促使管理层对在什么时机、以何种程度引入这一模式开展管理实践具有更清醒的认识。2．制定科学合理的科学规划，为未来的科学牵引创造条件NASA引入首席专家制推动深空探测科学成果产出的经验表明，制定科学合理的深空探测科学规划对深空探测的科学研究发展至关重要。为了能够全面地反映深空探测学术界的观点，NASA委托国家研究委员会下属的空间研究委员会开展长期而广泛的调研，形成的“十年观察报告”是制定深空探测战略规划的重要参考依据。2002年，完成了行星科学第一个十年战略规划，即“太阳系的新边疆：综合探测战略”。2012年，发布了第二个未来十年的战略规划，即“2013～2022年行星科学探测十年构想和旅程”。这两份“十年观察报告”成为NASA评估已实施计划和指导未来计划的重要文件。我国处于深空探测起步阶段，制定科学合理的深空探测科学规划，对我国逐步加强这一领域的科学研究具有非常重要的指导意义，也将进一步为深空探测由技术驱动向科学牵引转变创造条件。3．适当借鉴载荷级首席专家管理模式，促进我国深空探测的科学产出当前我国的探月工程虽取得了阶段性成功，但月球以远的深空探测尚未起步。在这一领域，我国所掌握的技术能力和手段有限，开展深空探测活动仍然以发展工程技术为主要驱动，处于努力发展和提升工程技术能力的阶段。在这样基本探测技术还有待突破的发展阶段，我国还不具备为丰富科学成果而在探测任务层面引入首席专家制的条件，但在科学有效载荷层面，可以借鉴国外经验开展首席专家制管理模式的探索。探测任务确定后