「神十」發射成功。甘曉攝
「神十」一飛沖天，再次極大提振了國人信心。在這樣一個歷史節點上回眸，恍然發現，20年間，中科院人從未缺席。
他們，可能一輩子都很難有機會親臨太空，一窺宇宙的神秘。但天地間遙遠的距離，並未妨礙他們去實踐自己的太空夢。
中國載人航天工程的實施，仿佛為中國空間科學家提供了一雙遨遊太空的翅膀。作為載人航天工程應用系統的牽頭負責單位，中國科學院組織研製了300多臺套有效載荷，成功開展了40餘項空間科學與應用研究試（實）驗，在對地觀測及地球環境監測、空間生命科學與生物技術、空間材料科學、微重力流體物理、空間天文探測、空間環境探測、應用新技術等領域取得了一批具有重要價值的科學與應用成果。
把實驗室搬到太空
發展載人航天重在空間應用。從上世紀80年代後期開始，中科院在空間科學與應用方面開展了一些探索性工作，但由於機會所限，其相關領域的研究水平遠遠落後於先進國家。
1992年，中國載人航天工程開始進行論證，空間科學與應用也迎來了難得的發展機遇。
例如，在神舟二號、三號、四號飛船上，應用系統連續開展了5項生命科學及生物技術實驗研究、16個課題研究，在實驗裝置設計和科學研究方面突破了12項主要關鍵技術。
這些實驗現在看起來也許不算太難，但在中國載人航天剛剛起步的那些年裡，進行這些實驗操作無疑困難重重。
對這一點，中科院物理研究所研究員、載人航天工程空間應用系統空間材料科學分系統指揮馮稷深有感觸。他從上世紀90年代初即開始參與空間材料科學實驗，但當時由於條件所限，所有的實驗材料要等返回式衛星落地後，才能收集起來進行觀察。
「以前的返回式實驗成本太高，我們將來一定要通過在線操作完成實驗。太空人上天時，可以把替換的樣品帶上去，以較小的代價取得更多的成果。」
實際上，馮稷的夢想正在一步步實現。「遙科學」作為一種新的實驗模式正備受關注。載人航天工程應用系統在神舟二號飛船和衛星實驗期間，就已經利用在線顯微攝像、自動調焦等技術，完整地記錄了微重力環境下金屬材料的熔融結晶過程。
2011年天宮一號發射時，科學家已經能夠通過衍射圖像和相應工程數據，觀察到膠體晶體的生長變化情況。「我們的圖像雖然還不是實時的，但已經達到了準實時的水平。」馮稷說，「在每一小階段的實驗完成後，數據下載到地面，我們修改參數後再上傳回天宮一號，實現了天地間的交互。」
用科學認知地球
除了空間科學實驗，開展地球環境監測也是載人航天工程應用任務的一個重要方面。隨著工程的不斷開展，應用系統相繼研發了中解析度成像光譜儀、多模態微波遙感器、太陽常數監測器、太陽紫外監視器、地球輻射收支儀等多套先進空間遙感器，且均為國內首次研製，相應成果推動了我國相關應用技術的跨越發展，在相關應用領域的技術發展中起到了牽引和開拓作用。
至今已順利運行兩年的天宮一號高光譜成像儀是中科院空間應用工程與技術中心（空間科學與應用總體部）團隊心中的驕傲。作為目前我國空間解析度和光譜解析度綜合指標最高的成像光譜儀，這臺僅重80公斤的儀器擔起了地球環境監測的重任。
目前，這臺儀器已成功獲取大量高光譜圖像數據，大量數據已廣泛應用於國土資源、礦產、油氣、海洋、大氣、農業、林業、災害監測、城市環境、水文生態等領域。
「這項技術對我們的國計民生非常重要。」載人航天工程空間應用系統副總設計師、中科院空間應用工程與技術中心（空間科學與應用總體部）研究員張善從介紹說，利用天宮一號高光譜成像儀可開展地質調查、礦產油氣資源勘察、水文生態監測、環境汙染監測等工作。
其實，天宮一號高光譜成像儀僅僅是無數個令人振奮的案例之一。數年來，應用系統研製的多臺遙感成像設備實現了在軌試驗的實時控制與技術狀態調整，直接使我國現有空間遙感圖像的解析度提高一倍以上。難怪一位用戶給出了這樣的評價：「這是我國空間遙感技術劃時代的成功，它對我國未來空間遙感應用的發展將產生巨大影響。」
鋼鐵之師怎樣煉成
人們很難用簡短的語言概括這20年來的酸甜苦辣，但如果只能挑一件事，那可能就是團隊合作。在中科院空間應用工程與技術中心（空間科學與應用總體部），不管遇到哪個成員，他們都會反覆強調：榮譽是團隊的。
在社會高度多元化的今天，這樣的凝聚力無疑是難能可貴的。對科學家來說，追求真理、自由探索幾乎是一種本能；可載人航天工程機會難得，每個太空飛行器上的空間、資源都十分有限，需要統籌規劃，科學管理。
中科院院士、中國載人航天工程空間應用系統原總指揮、總設計師顧逸東曾坦言：「中科院是學術氣氛十分濃厚的單位，習慣於搞研究性的工作。這一點對於科學研究來說是件好事，但對完成如此艱巨複雜的空間任務來講，要把研究型的工作傳統轉變到嚴格的航天工程要求，對中科院這支隊伍來講是個比較大的挑戰。」
在這樣的現實下，中科院空間應用工程與技術中心（空間科學與應用總體部）的角色就顯得尤為關鍵。這一專為探索科學研究與工程技術的綜合管理模式、加強原始科學創新、加強關鍵技術創新與集成而組建的研究實體在實施載人航天應用系統工程中，創建了一個跨系統、跨領域的綜合總體設計模式，沉澱出一批成熟的具有自主智慧財產權的科學管理、技術管理和工程計劃管理的創新成果，為我國空間科學與應用技術研究與發展積累了成功經驗。
數年來，從項目的遴選和論證、方案制定、系統集成，再到在軌飛行試驗全過程的設計、研製和組織實施工作，中科院空間應用工程與技術中心（空間科學與應用總體部）一直擔當著應用系統的「指揮棒」。
「應用系統很大的一個特色，就是要把空間科學研究和航天工程兩種不同的文化融合在一起，既要保證取得預期的科學成果，又要滿足工程研製要求。」中科院空間應用工程與技術中心系統工程部副主任呂從民在天宮一號發射時曾說，「我們的工作，就是要採取創新的技術和管理方法，在規定時間內完成項目，保證空間科學實驗的成功。」
20年來，中科院空間應用工程與技術中心（空間科學與應用總體部）逐步摸索出一條具有中國特色的、以應用帶動科研、以科研促進發展，集基礎科學研究與工程技術於一個計劃中的發展道路。它也將各個領域的科學家緊緊團結在一起，鑄成一支打不垮、難不倒的鋼鐵之師、智慧之師。
因為他們深深知道，他們來自中國科技的國家隊，追求創新、為國為民是他們的天職。
（原載於《中國科學報》 2013-06-12 第1版 要聞）