本报记者 张双虎
空间探测里程碑
“尽管双星计划数据采集早就结束了，但这些数据今天依然进行在空间科学研究，以及与其他探测数据配合研究方面发挥着重要作用。”中国科学院国家空间科学中心研究员史建魁对《科学时报》记者说。
为发展我国空间探测，1997年初，中科院院士、空间物理学家刘振兴提出地球空间双星探测计划（简称双星计划）。这是我国第一个由科学目标牵引的空间科学卫星计划。其主要科学目标是研究当前地球空间最具挑战性的科学问题——磁层空间暴驱动和触发机制的全球多时空尺度物理过程。
该计划提出后，立即引起了国际空间界的关注和响应，欧空局主动提出与中国双星计划进行合作。1997年11月，中国科学院空间科学与应用研究中心（现为中国科学院国家空间科学中心）与欧州航天局签署了双星计划合作协议。经过多方努力，2000年12月，国务院正式批准双星探测计划。2001年7月9日,中欧签署合作协议刘振兴任双星计划首席科学家。
15年后，刘振兴回忆起当初萌生双星计划的初衷时已语气平淡。
“主要是当时有科学需求。”刘振兴对《科学时报》记者说，“当时我国和欧洲科学家都有在这一领域进行探测的科研需求，所以我提出这样一个想法后，欧洲空间局非常赞同。”
“针对当时国际上空间探测的薄弱区域，刘院士有针对性地提出了双星计划两颗卫星的运行轨道。”史建魁补充说，“双星计划由两颗卫星组成，分别运行于赤道面和极轨面上，呈大椭圆轨道。大椭圆轨道卫星在远地点飞行速度慢、停留时间长，高效率覆盖了赤道区和极区这两个最重要空间区域。”
同时，中国双星计划与欧空局星簇卫星（包括四颗卫星）相配合，在人类历史上第一次形成地球空间的六点协调探测，成为国际上非常引人注目的空间探测计划。
2003年12月30日，双星计划的赤道卫星（TC1）首先成功发射。次年7月，极区卫星（TC2）相继也发射成功。双星计划的实施，对提高我国空间物理研究和空间天气预报的创新能力，提高我国在国际空间界的地位起到了重要的作用，已经成为21世纪初国际上重要的空间探测计划。
赤道星原计划运行1年零6个月，结果连续运行了3年零10个月；极轨星原计划运行1年，结果运行了4年零3个月。双星计划的两颗卫星上共有16台科学探测仪器，中方8台，欧方7台，双方合作研制1台，共获取了500GB以上的科学探测数据。
“因为卫星的运行轨道经过辐射带，卫星元件很容易被空间高能粒子损坏，所以开始设计的双星计划的两颗卫星运行寿命分别为1年半和1年。因为防护和补救措施得当，它们的服役时间都大大延长。”史建魁说。
双星数据仍发挥作用
“双星计划停止运行后，主要工作是利用双星的数据继续开展研究。”史建魁说，“双星采集到的数据经过处理，生成科学数据产品，共享给科学用户，其中有专门利用这些数据进行的研究，也有利用这些数据和其他卫星以及地面观测数据配合进行的研究，揭示或验证某些科学问题，包括和其他卫星探测结果的对比分析。”
到目前为止，科学用户向中国数据中心访问总数达300多万次，平均每天访问1700多次。双星计划取得了多项重大的科学和技术成果。
研究人员以双星计划和Cluster大量科学探测数据分析为基础，首次提出各种重要的新概念、新理论、新规律和新的空间天气现象达十多项，并用实测数据验证了诸多相关理论。
据不完全统计，至2011年5月底，使用双星或双星-Cluster联合观测数据已发表的研究论文超过150篇，其中SCI论文140多篇。发表的论文被引用500多次。
同时，该计划实现了我国空间探测有效载荷技术的突破，对地球空间开展了磁场、电磁波和宽能谱粒子以及中性原子成像的全面系统探测；实现了我国科学卫星应用系统技术的突破，建立了高效的、服务于跨国科学团队的科学运行和科学数据中心；建立了高效的跨国多站的数据接收、数据处理和快速分发的科学数据系统。通过双星计划的国际合作，也促进了我国卫星平台技术的跨越发展。
在双星计划研制过程中，获授权的发明专利7项、实用新型专利7项；双星有效载荷和应用系统的计算机软件著作权登记证书共40项。双星计划卫星平台和有效载荷在研制过程中所取得的一些技术成果，已经被推广应用到嫦娥探月工程、荧火等计划之中。
2008年4月，欧空局科学项目部主任D. Southwood 教授说：“双星计划是一个非常成功的空间计划。”在双星和Cluster多点探测的带动下，美国、欧洲和日本都提出了新的多点探测计划，中国也提出了具有重要国际影响的夸父计划。
2010年，双星-Cluster团队共同获得了国际宇航科学院集体成就奖，双星计划还获得了2010年中国国家科学技术进步奖一等奖。
《科学时报》 (2011-12-12 A4 基金)
