2020年5月20日，是師萬一個讓我永生銘記的日子。這一天，衛星網我的院士導師萬衛星先生永遠離開了我們，我失去了一位慈祥而睿智的新聞導師，中國少了一位卓越的科學空間科學與行星物理學家。值此萬衛星先生逝世兩周年紀，紀念回想起恩師的師萬諄諄教導，我不禁潸然淚下，衛星網對于他對科學事業的院士卓越貢獻，我記憶猶新。新聞

1958年7月，科學先生生于湖北省天門市。紀念1978年，師萬先生考入武漢大學空間物理系。衛星網1982年，先生作為中國恢復高考后畢業的第一屆大學生，從武漢大學空間物理系電波傳播專業本科畢業后進入中國科學院武漢物理研究所工作，師從李鈞院士，正式開始了他的科學人生。1994年李鈞院士在出差途中因心臟病突發不幸逝世，先生接過導師留下的重擔，開始擔任研究室主任，帶領團隊開拓進取，繼續推進電離層學科的發展，并不斷取得新的成績。1995年，先生獲國家杰出青年基金資助。2004年，中國科學院學科調整，先生帶領武漢電離層科學團隊，整體調整到中國科學院地質與地球物理研究所，組建新的地磁與空間物理研究室。2011年，先生當選為中國科學院院士。2013年，先生帶領研究室組建中國科學院電離層空間環境重點實驗室。2014年，實驗室與中國科學院地球深部研究重點實驗室合并成立新的中國科學院地球與行星物理重點實驗室，先生一直都是這些實驗室的主任和學科帶頭人。2015年，先生團隊的研究成果“電離層變化性的驅動過程”獲國家自然科學二等獎。2016年，先生被推選為中國首次火星探測計劃首席科學家和中國地球物理學會常務副理事長。2017年，先生被推選為中國空間科學學會副理事長。先生是第十三屆全國人大常委會委員、九三學社第十四屆中央委員會委員。諸多榮譽背后是先生豐富多彩的科研歷程。

繼往開來，空間科學默默的耕耘者

先生是一位學術造詣深厚的空間物理學家，長期從事電離層物理、電離層電波傳播、高層大氣物理等領域的理論、觀測和應用研究，取得了豐碩成果。電離層是從距地面約60km一直延伸到約1000km的部分電離的高層大氣區域，存在大量的自由電子和離子，能顯著改變無線電波的傳播特性。先生的空間物理研究主要圍繞電離層以及作為其中性背景的中高層大氣展開。由于物理機制和時空變化的復雜性，研究電離層需要開展實驗觀測、理論分析和數值模擬等綜合性工作。

電離層物理是一門以觀測為基礎的科學，一方面觀測數據是電離層研究的基礎；另一方面電離層物理研究也推動著觀測技術的發展。先生傳承了我國電離層研究的優良傳統，一直是我國電離層“自主研究”的倡導者和踐行者，十分注重電離層觀測技術和實驗設施的發展與建設等基礎性工作。我國的電離層觀測研究始于上世紀30年代，老一輩科學家陳茂康、任之恭、桂質廷和梁百先等做出了一系列杰出的工作。

1956年，中國科學院地球物理研究所與武漢大學合作在武昌珞珈山建立了武漢電離層觀象臺。上世紀70年代末，該觀象臺調整成為中國科學院武漢物理研究所的研究室，李鈞院士成為研究室的主任和學術帶頭人。1994年，在研究室主任李鈞院士不幸突然逝世等困難局面下，先生臨危受命，出任研究室主任，并歷經十年奮斗將該研究室發展成為當時國內實力最強的電離層研究團隊，也同步將武漢電離層觀測站發展為一個綜合性的空間環境觀測臺站。

在此期間，先生帶領研究室團隊建立和發展了多個電離層—中高層大氣觀測系統和新的電離層診斷分析技術，如：1993年建立了GPS電離層TEC測量分析系統；1994年開發了數字測高儀運動剖面和擾動探測模式；1996年建立了短基線GPS電離層TEC擾動觀測網；2002年建成了全天空無線電流星雷達；2004年建立了國內第一個電離層TEC現報演示系統。

先生在電離層無線電診斷原理與方法研究方面也取得了豐碩的科學成果。如，先生提出了電離層擾動剖面的高頻廣義射線反演原理及電離層小尺度不均勻體統計特性剖面的反演原理，并給出多種高精度數值算法；成功地解決了新型數字測高儀的多普勒和到達角頻高圖的分析方法，是這一領域中的開拓性工作；先生首次提出了適用于非平穩非單一電離層擾動場傳播參量的時頻分析方法，這一工作首先創造性地導出了電離層擾動的臺陣探測、單臺站多參量探測以及觀測點處于運動狀態的短基線GPS電離層擾動探測時的觀測方程，在此基礎上，引入最大熵譜分析方法和小波分析方法，用于分析非平穩非單一電離層擾動場，提高了探測數據的可用性和精度。

2004年，根據中國科學院學科整合要求，先生率領電離層研究團隊整體調入中國科學院地質與地球物理研究所，并出任地磁與空間物理研究室主任。經過數年時間，該室即成為國際上最重要的空間物理學研究團隊之一。在院所支持下，先生的團隊整合地質與地球物理所原有的地磁臺鏈（由漠河、北京和三亞三個臺站組成）和武漢的電離層觀測站，建立了一條覆蓋我國南北的空間環境綜合觀測臺鏈。該臺鏈在觀測站布局上，利用在漠河、北京、武漢和三亞的原有臺站，通過改造、更新和添置觀測設備，形成在我國大陸南北跨度最大、以地球經圈為主線、布局合理的、能對我國空間環境進行綜合觀測的一條子午臺鏈。

先生帶領的團隊還在南極中山站和北極黃河站建立相關的電離層和地磁觀測設備，從而向南北進一步延伸了該臺鏈。團隊綜合分析臺站位置的地球物理特性，以科學問題為牽引，合理選配觀測設備，形成地磁與磁層波動觀測、中高層大氣觀測、電離層結構觀測和電離層TEC觀測四種可長期連續觀測手段為主體的觀測鏈。此外，團隊針對我國空間環境地域特性，在我國南部建立電離層VHF相干散射雷達和GNSS電離層閃爍探測手段，加強對我國低緯地區電離層不均勻體的觀測研究，還進一步開展了觀測儀器的研制工作，于2009年建成了電離層相干散射/流星雙模VHF雷達，2011年研制成功了PDI敏捷數字電離層測高儀。

該臺鏈在運行管理上，利用現代化的網絡通信和計算機技術，開發監控和數據分析處理軟件，實現對各觀測儀器的遠程監控、數據傳輸和故障處理，并在研究所數據中心實現數據實時處理發布，大大提高了儀器的運行效率。最終，該臺鏈擁有了眾多先進設備，探測區域覆蓋地球磁場、中高層大氣和電離層，為我國空間物理基礎研究和空間天氣應用服務積累了豐富的觀測數據，建成了一個具有國際先進水平的觀測研究基地，有力地支撐了我國空間物理學科的發展。

先生還于2013年率先提出了在電離層低緯地區的我國三亞研制和建設當前國際上最為先進的大型高功率相控陣非相干散射雷達的建議，并在2014年獲得基金委國家重大科學儀器研制項目（部門推薦）支持。該雷達主要用于研究低緯大氣層—電離層—磁層耦合、東亞電離層地區特性和我國南部電離層不均勻體與閃爍等重大科學問題。先生帶領項目組，對系統方案設計中每一個關鍵環節進行了反復的分析和評估，從最基本的非相干散射理論到雷達后端信號處理，再到參量反演算法，開展了大量的研究工作。目前，三亞非相干散射雷達已經初步建成，已經于2021年進行驗收。

數值模擬是電離層研究的重要手段，而數值模式是數值模擬的基礎。先生在中國電離層模式化領域做出了開創性貢獻。電離層模式是對電離層物理的基礎研究成果和電離層環境的實驗觀測成果的總結，是進行電離層物理研究的“核心裝備”，也是連接電離層理論與觀測和電離層數值天氣預報之間的橋梁。

先生在上世紀90年代就認識到電離層模式化的重大意義以及當時國內外現狀。經過近20年的努力，先生帶領團隊先后開發了系列的電離層理論模式，極大地促進了國內的電離層物理研究事業。先生領導開發的電離層/熱層耦合模式，標志著國內的電離層模式化研究達到了國際先進水平。先生帶領團隊進一步把數據同化技術與電離層模式化研究相結合，進一步開拓了國內的電離層現報/預報研究，并創新性地提出研發“數字電離層”技術，從而開展自主的電離層數值預報。

在自主觀測數據和自主開發的理論模式的有力支撐下，先生在電離層物理、電離層電波傳播、高層大氣物理等領域取得了大量的科研成果。如，在電離層—中低層大氣耦合領域，先生帶領團隊依靠自主觀測數據和自主開發的理論模式主要做了如下兩方面的工作：

對我國電離層結構與擾動進行長期觀測，從中發現我國電離層擾動的地域特性，并揭示出大尺度地形地貌是這些特性的重要成因。主要有：利用自主觀測資料，發現我國電離層擾動主要有東北、東南兩種優勢傳播方向；改進射線跟蹤技術，分析得出這兩種擾動的激發源分別位于青藏高原的東南、東北緣的地形突變處；發現擾動源出現率的地理分布及季節變化與青藏高原鄰近地區低渦天氣事件一致。這一系統性的工作以第一手觀測資料揭示出我國電離層擾動的地域特性，為研究與預報提供了一項重要觀測基礎；并且將電離層擾動與相關氣象活動及大尺度地形地貌聯系起來，為電離層與其它地球學科的交叉提供了一條創新思路。

對“低緯電離層周期性四波經度結構”這一前沿的科學問題進行了系列研究，并主要基于自主理論模式的數值模擬率先在物理成因方面取得了突破，觀測模擬并舉，深入揭示了其與大氣動力過程的緊密聯系。利用衛星及全球地基觀測資料，發現了電離層GPS-TEC、電子溫度等參量的經度“四波”結構；首次揭示并解釋了“四波”的日變化特征：波形向東漂移，速度白天稍慢夜晚較快；系統總結了“四波”的氣候學特性：其強度春季弱、夏秋季強、冬季消失，隨太陽活動增強略有減弱，在大氣層準兩年震蕩的東風相位期間略有增強。以數據分析和數值模擬首次定量得出了“四波”與大氣潮汐DE3模的相關性，從而給出了關于電離層“四波”結構與大氣層潮汐關系最有力的直接證據，同時也是“電離層與大氣層耦合”的重要證據。

先生還積極將電離層及電波傳播的研究成果用于實際應用領域。在某國家專項工程中的 “多頻信標傳播地面試驗”項目中，先生組織主攻GPS動態定位原理和算法研究，取得了短基線載波相位動態定位較高精度。先生負責承擔了“北斗一號”工程中的電波修正子系統的工程研制任務，他創造性地提出了一種大面積電離層電波傳播修正方案，該方案充分利用系統本身的資源，巧妙運用數學模型，高精度、高可靠性地解決了“北斗一號”工程系統的電波修正問題。

在國家863項目支持下，先生團隊采用統計本征模技術，利用自主觀測臺鏈的實時觀測數據，建成了我國首個電離層TEC現報系統，并在互聯網上（http://space.iggcas.ac.cn）實時發布了覆蓋我國全境的TEC數據。該系統至今已穩定運行10余年，其實時性、分辨率、精度等均達到當時國際同類系統的先進水平，相關技術已被移植應用到國家空間天氣監測預警中心的“華北電離層TEC現報系統”之中，其結果為國家空間天氣監測預警中心等單位的空間天氣預報業務所直接采用，受到用戶的一致好評。

披荊斬棘，行星科學辛勞的拓荒人

二十世紀六十年代，人類開始邁出深空探索的腳步，太陽系內的其它行星、天然衛星、彗星等天體成為了一系列人造衛星的探測目標，并獲得了大量的觀測數據，催生了行星科學這一新興交叉學科。在此過程中，行星物理學迅速發展起來，并成長為行星科學的一個重要分支。相對于歐美，我國的深空探測起步較晚，在長期缺乏國家需求牽引和第一手深空探測數據的情況下，我國的行星科學研究一直沒有形成規模。本世紀初啟動的嫦娥工程為我國的行星科學發展提供了重要契機，行星物理研究也在此時開始孕育。

2006年，我國的行星探測計劃開始進入立項研究階段，先生在積極參與到論證工作的同時，研究興趣也逐漸從地球空間環境拓展到其它行星的空間環境。著手利用歐洲航天局（簡稱歐空局，ESA）MarsExpress等衛星的電離層觀測數據對火星電離層的變化性進行了深入研究，還開始指導研究生進行火星電離層數據反演、理論建模和科學研究方面的工作。先生深知，行星物理研究是一個系統工程，需要多層次多方向人才組成體系化的科研隊伍對研究進行支撐，因此先生前瞻布局、披荊斬棘、帶領自己的團隊探索出了一條有中國特色的行星物理學學科建設之路。

2012年，先生領導地磁與空間物理研究室以中科院地學領域第一名的優異成績通過中國科學院新建重點實驗室驗收評審，建立“中國科學院電離層空間環境重點實驗室”，先生為主任，下轄電離層與高層大氣物理研究組、電離層空間天氣研究組、磁層電離層耦合研究組、行星空間環境研究組、臺站與地基探測研究組以及空間探測傳感器研發組，實驗室固定人員38人，其中研究員9名、副研究員10名、助理研究員5人、技術支撐人員12名和管理人員2名。實驗室正式成立之初，先生就開始在學科拓展方面積極布局，重點培育行星物理學，提出從空間探測、行星研究中認識地球，將團隊主要研究方向從地球空間環境向行星空間環境拓展。先生提出，實驗室的未來發展方向為從系統地球科學角度研究電離層—地球耦合，從比較行星學角度探索地球/行星空間變化性。實際上，此為國內行星物理學科的開端。

實驗室定位為：以地球電離層及行星空間環境為主要研究對象，發展空間探測實驗手段，從系統地球科學的角度研究電離層與固體地球及其它空間層次間的耦合過程，從比較行星學的角度探索地球與行星空間環境的變化特性，將實驗室建設成具有重要國際影響的空間物理和行星科學研究基地。先生以開展行星空間物理研究作為行星物理方向拓展的切入點，并先后招收了多位具有空間物理背景的博士后，進行行星空間物理開拓研究，他們中多數已經成為實驗室行星物理研究的骨干。

2014年4月，為了深化和拓展地球系統科學及行星物理學的創新研究，順應地球科學的發展趨勢，滿足國家戰略需求，中國科學院地質與地球物理研究所通過整合原“中國科學院地球深部研究重點實驗室”和原“中國科學院電離層空間環境重點實驗室”，組建了“中國科學院地球與行星物理重點實驗室”，先生擔任首屆主任，并在當年中國科學院實驗室評估中獲地學領域第一名。實驗室的定位是“圍繞地球的起源與演化等重大科學問題，面向資源環境、防災減災和深空探測等重大國家需求，以地幔、地核及其衍生的電離層、磁層為主要對象，聚焦于地球內部過程，比較研究太陽系其它行星的內部與空間環境，認識理解行星地球中物質和能量的輸運及轉換”。

實驗室確立了4個主要研究方向，即地球與行星內部物質組成、地球與行星內部結構和動力學、地球與行星空間環境，以及內部過程與空間環境的關聯。新建成的實驗室擁有一支優秀的人才隊伍，有固定人員85人，其中高級職稱53人，包括了2位中國科學院院士、9位國家杰出青年基金獲得者、3位青年千人入選者、7位中國科學院百人計劃入選者、3位百千萬人才工程國家級人選，以及1個基金委創新研究群體。先生領導的行星物理學研究團隊進入了一個蓬勃發展的新階段，成為我國第一支具有國際影響力的行星物理研究團隊。

經過先生的多年努力，中國科學院地球與行星物理重點實驗室在行星物理領域的研究團隊已經成型，分別在行星水的演化、行星電離層粒子逃逸、行星磁場等研究方向上取得了重要成果。先生被聘為中國首次火星探測首席科學家，開始了探索國家戰略指引下的有中國特色的行星科學研究與深空探測工程的融合之路，相關課題組研制了其中的關鍵載荷——磁強計，用于火星表面的磁場測量；主持創建了新的《Earth and Planetary Physics》學術期刊并擔任主編，是中國第一份行星物理英文學術期刊；創建了中國地球物理學會行星物理專業委員會并擔任主任，是中國第一個行星物理學術組織；積極推進行星科學一級學科的建設論證，吸引和凝聚了一批國內外相關學科的研究力量，打造了我國地球和行星科學研究中心。

先生還擔任中國科學院大學地球與行星科學學院空間物理學教研室主任，主持設立了《行星物理學》課程，拉開了中國行星物理學人才培養的序幕。在先生的號召下，全國多家相關單位的行星物理研究都呈現出迅猛發展之勢，我國行星物理學學科雛形已經顯現。

結語

萬衛星先生是學術造詣深厚的空間科學與行星物理學家，在電離層物理、電離層電波傳播、高層大氣物理、行星物理等領域都取得了卓越成就；是個人魅力非凡的學術帶頭人，領導了中國科學院地球與行星物理重點實驗室、漠河—北京—武漢—三亞空間環境綜合觀測臺鏈、三亞大型相控陣非相干散射雷達等科研平臺的建設；是我國行星物理學的開拓者和奠基人，從行星科學發展趨勢與國家戰略需求出發，提出了有中國特色的行星科學研究與深空探測工程深度融合的創新之路，并擔任中國首次火星探測計劃首席科學家，對中國空間科學和行星科學的發展做出了開拓性的重大貢獻；是一位杰出的教育家，治學嚴謹、誨人不倦，培養了大批優秀人才和學術骨干，為我國的科研教育事業發展做出了重大貢獻。

他一生嚴于律己、寬厚待人、嚴謹務實、淡泊名利，始終以科技強國為使命，譜寫了精彩的人生，為我們樹立了光輝的典范。他的逝世是中國科學界的重大損失。我們深切懷念先生，將學習先生以科技強國為使命的精神，繼續沿著先生開拓的方向前進！

（原文2021年7月發表于《地球與行星物理論評》第52卷第4期，略有修改）