我國深空探測任務引入首席專家制管理模式的適用性淺析

我國深空探測任務引入首席專家制管理模式的適用性淺析

耿言李莎李虹琳李金釗深空探測是一項高投入、高風險的航天活動，不僅需要先進的技術能力，而且需要先進的管理水平。半個多世紀來，深空探測任務從早期以行政手段為主，發(fā)展到目前相對完善、運行高效的管理模式，極大地推動了航天技術的進步和科學成果的產(chǎn)出。我國深空探測活動剛剛起步，科學合理、符合時代特征的管理模式有助于提高任務的成功率，并縮短研制周期，從而推動我國深空探測任務的快速發(fā)展。本文對首席專家制在我國深空探測任務中的應用進行簡要分析，并提出合理化建議，以便對未來我國深空探測任務的組織管理模式有所借鑒。一、首席專家制的概念首席專家制(PI)管理模式是美國國家航空航天局(NASA)自上世紀90年代開始，為彌補其核心任務管理模式的不足而嘗試的一種新型管理模式。這種管理模式較之核心任務管理模式，具有科技創(chuàng)新能力強、任務成本低、發(fā)射頻率高且獲得的科學成果回報高等優(yōu)勢。所謂首席專家制，是以首席專家為核心進行人力資源配置、以項目經(jīng)費全成本核算為中心進行物資資源配置的一種科研管理模式。首席專家制任務由科學家來領導并設計空間科學探測任務，科學家在任務決策和管理方面擁有更大的自主權。首席專家對整個任務負全責，從任務方案設計、成本控制和進度，直至整個科學探測過程。二、首席專家制在國外深空探測任務中的應用情況及作用美國是最早開始采用首席專家制進行深空探測任務管理的國家，主要用于工程技術比較成熟、投資相對較少的中小型探測任務。迄今為止，NASA已在4種系列任務中采用了這種管理模式，即“發(fā)現(xiàn)”系列、“探測者”系列、“火星偵察兵”系列和“新邊疆”系列。近年來采用首席專家制管理的型號任務如：“圣杯”月球探測器、“洞察號”火星著陸器（在研）、“火星大氣與揮發(fā)物演化”(MAVEN)探測器、“朱諾”木星軌道器和“有源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器”(OSIRIS-Rex)（在研）等等。NASA也在一些深空探測的科學有效載荷級任務中采用首席專家制管理模式，以激勵科學創(chuàng)新，如“火星科學實驗室”(MSL)。除NASA之外，尚沒有其他航天機構(gòu)在深空探測全任務中采用首席專家制管理模式，但在科學有效載荷方面不同程度地引入了首席專家制。如歐空局(ESA)、日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)(JAXA)等航天局對深空探測任務中的科學有效載荷多采用首席專家制管理模式。經(jīng)過20多年的發(fā)展，首席專家制逐漸趨于成熟，在深空探測任務中發(fā)揮了積極的作用。采用首席專家制管理模式可推動科技創(chuàng)新能力，提高科學探索任務的競爭性，加快發(fā)射頻率，提高科學和技術回報，促進任務成本的降低，并提高社會民眾對深空探測事業(yè)的關注度。三、首席專家制在我國深空探測任務中的應用在我國深空探測任務中，探月工程和中國科學院（簡稱“中科院”）空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項（簡稱“空間科學先導專項”）工程嘗試采用首席專家制進行管理。但是，這個首席專家不是一個綜合性的項目負責人，只是在型號任務中的某些階段發(fā)揮主要作用，如立項論證階段和科學運行階段，主要負責科學目標的提出、科學有效載荷的設定以及數(shù)據(jù)成果的科學應用，并在工程研制階段參與討論。我國深空探測任務中的首席專家偏重于科學研究，因此我們多稱之為首席科學家，而不是首席專家。下面對探月工程和中科院空間科學先導專項工程中所采用的首席專家制管理模式進行重點論述。1．首席專家制在探月工程中的應用探月工程是面向科學探索的航天工程。為了取得更多更好的科學成果，國防科工局為工程設立了月球應用科學首席科學家（以下簡稱首席科學家）職位。首席科學家由國防科工局聘任，牽頭組織科學目標與有效載荷的論證，并最大范圍地組織國內(nèi)科學家對工程所獲取的科學數(shù)據(jù)開展研究。在工程任務的論證階段，首席科學家負責牽頭組織論證工程的科學目標、科學有效載荷的需求與配置方案；在工程研制階段，首席科學家負責組織科學目標可實現(xiàn)性與可實現(xiàn)程度的分析、研究和評估，組織審議科學有效載荷的定標；在任務運行階段，首席科學家負責牽頭組織全國科學家對科學數(shù)據(jù)進行深化研究，以實現(xiàn)科學目標。探月工程對科學有效載荷級首席專家制管理模式進行了有益的嘗試。仿照美歐深空探測任務中科學有效載荷級首席專家制模式，對“嫦娥三號”探測器的月基光學望遠鏡，采取由科學家作為第一責任人牽頭設計和研制的方式。這名科學家組織了由18名成員組成的研究團隊，負責提出載荷所要實現(xiàn)的科學目標、設計方案和技術指標，并指導工程師完成載荷研制，且負責該載荷的聯(lián)試聯(lián)調(diào)、指標定標、仿真模型試驗等一系列工作。獲得科學數(shù)據(jù)后，該科學家牽頭開展分析研究，很快獲得研究成果，發(fā)表了高水平論文，獲得了很好的科學成果回報。2．首席專家制在空間科學先導專項工程中的應用空間科學先導專項工程由中科院國家空間科學中心負責管理，由7個項目組成，分別是：硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星、量子科學實驗衛(wèi)星、暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星、“實踐十號”返回式衛(wèi)星、“夸父”計劃、空間科學背景型號項目和空間科學預先研究項目。目前，除了“夸父”計劃由于沒有與歐洲達成一致，國際合作未能落實而暫緩執(zhí)行外，其他型號項目正在推進實施。空間科學先導專項工程采取“首席科學家+兩總系統(tǒng)”的管理模式?？臻g科學先導專項工程的探測任務主要由科學家發(fā)起，科學家就前沿科學問題提出科學目標，并設定科學有效載荷．且圍繞載荷的需求開展探測器方案論證。探測任務經(jīng)立項申報程序完成立項后，原始科學思想提出者即作為此次任務的首席科學家。首席科學家在立項論證階段和科學運行階段發(fā)揮主導作用，但在工程研制階段仍以主管部門成立的“兩總”系統(tǒng)牽頭負責任務研制、發(fā)射和運行。首席科學家密切跟蹤工程的研制。如果首席科學家因新思路而提出對任務的研制進行修改，必須經(jīng)“兩總”系統(tǒng)組織審定；如果發(fā)現(xiàn)任務的研制不能滿足科學需求，影響科學目標的實現(xiàn)，首席科學家將組織分析研究，評估影響程度，并與“兩總”系統(tǒng)協(xié)商解決工程技術問題。首席科學家和“兩總”系統(tǒng)的關系可簡要表示為如下圖所示?？臻g科學先導專項工程的每個任務都設立一個工程總體辦公室（首席科學家、總師、總指揮的辦事機構(gòu)），負責承擔具體的工程組織管理工作。綜上所述，空間科學先導專項工程是以科學目標為主要驅(qū)動的探測任務，探測器平臺技術較為成熟，基本不存在難以攻克的工程技術難題，在我國航天任務傳統(tǒng)的管理模式基礎上，探索采用“首席科學家+兩總系統(tǒng)”的組織管理模式。目前，先導專項正在實施中，這一組織管理模式的效果還有待實踐檢驗和評估。四、對我國深空探測管理體制的幾點建議我國的深空探測以2004年開始實施探月工程為起點，起步較晚，目前還處于發(fā)展的早期階段。基于我國航天工程組織管理的成功經(jīng)驗組織實施探月工程，在10年時間內(nèi)四戰(zhàn)四捷，圓滿完成了探月工程前兩步任務，第三步任務也在順利實施中。這些實踐證明了我國的工程組織實施富有成效，適應于當前的發(fā)展階段。但我們也應看到，探月工程的科學成果不夠豐富、不夠突出也是不爭的事實。面對這些問題，我們應該充分學習和借鑒國外的先進經(jīng)驗，改善我們的管理。1．重視研究采用首席專家制管理模式的條件和基礎首席專家制管理模式對深空探測任務的科學產(chǎn)出的激勵效果明顯，但采用這種制度需要在技術、管理和人才方面具備相當?shù)臈l件和基礎。本文雖在有關方面進行了一定的研究，但基本上還處于定性分析的層面，缺乏細致的數(shù)據(jù)分析做支撐，有關研究還遠不夠深入，在理論和操作層面還都不足以支撐我們?nèi)嵺`這一組織管理模式。因此，建議相關部門繼續(xù)支持這方面的深入研究，促使管理層對在什么時機、以何種程度引入這一模式開展管理實踐具有更清醒的認識。2．制定科學合理的科學規(guī)劃，為未來的科學牽引創(chuàng)造條件NASA引入首席專家制推動深空探測科學成果產(chǎn)出的經(jīng)驗表明，制定科學合理的深空探測科學規(guī)劃對深空探測的科學研究發(fā)展至關重要。為了能夠全面地反映深空探測學術界的觀點，NASA委托國家研究委員會下屬的空間研究委員會開展長期而廣泛的調(diào)研，形成的“十年觀察報告”是制定深空探測戰(zhàn)略規(guī)劃的重要參考依據(jù)。2002年，完成了行星科學第一個十年戰(zhàn)略規(guī)劃，即“太陽系的新邊疆：綜合探測戰(zhàn)略”。2012年，發(fā)布了第二個未來十年的戰(zhàn)略規(guī)劃，即“2013～2022年行星科學探測十年構(gòu)想和旅程”。這兩份“十年觀察報告”成為NASA評估已實施計劃和指導未來計劃的重要文件。我國處于深空探測起步階段，制定科學合理的深空探測科學規(guī)劃，對我國逐步加強這一領域的科學研究具有非常重要的指導意義，也將進一步為深空探測由技術驅(qū)動向科學牽引轉(zhuǎn)變創(chuàng)造條件。3．適當借鑒載荷級首席專家管理模式，促進我國深空探測的科學產(chǎn)出當前我國的探月工程雖取得了階段性成功，但月球以遠的深空探測尚未起步。在這一領域，我國所掌握的技術能力和手段有限，開展深空探測活動仍然以發(fā)展工程技術為主要驅(qū)動，處于努力發(fā)展和提升工程技術能力的階段。在這樣基本探測技術還有待突破的發(fā)展階段，我國還不具備為豐富科學成果而在探測任務層面引入首席專家制的條件，但在科學有效載荷層面，可以借鑒國外經(jīng)驗開展首席專家制管理模式的探索。探測任務確定后