武大首顆“學(xué)生造”衛(wèi)星成功發(fā)射
50多名學(xué)生組成研發(fā)生力軍 創(chuàng)新之光逐夢星辰
“啟明星一號”衛(wèi)星
學(xué)生團(tuán)隊在工作中
宋宇飛在文昌發(fā)射基地
楚天都市報極目新聞訊（記者柯稱 通訊員張學(xué)敏 吳江龍）昨日11時06分，我國長征八號遙二火箭在海南文昌航天發(fā)射場順利發(fā)射升空，將22顆衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道，創(chuàng)造了我國一箭多星的最高紀(jì)錄。這些衛(wèi)星中，有一顆滿載著年輕學(xué)子創(chuàng)新創(chuàng)造的航天夢想——由武漢大學(xué)50余名在校學(xué)生參與研制的“啟明星一號”微納衛(wèi)星。
“啟明星一號”衛(wèi)星是我國首顆可見光高光譜和夜光多光譜多模式在軌可編程微納衛(wèi)星，它個頭很小，整星重量約為19kg，但集成了多種功能。衛(wèi)星搭載的三種載荷可以在白天獲取32譜段高光譜地球表面地物影像，夜間獲取8譜段夜光地球表面影像，全天獲取紅外遙感影像。正常運(yùn)行后，由武漢大學(xué)位于江夏的遙感衛(wèi)星地面站負(fù)責(zé)地面測控和數(shù)據(jù)接收。
武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院教授金光介紹，高光譜影像和紅外遙感影像配合，可以“看清”湖北長江、湖泊等水體內(nèi)的主要污染物，未來它將主要服務(wù)湖北地區(qū)，為水體環(huán)境監(jiān)測提供預(yù)警。同時，該衛(wèi)星還是全球首顆具有8個譜段夜光成像功能的衛(wèi)星，拍出的彩色夜光圖像可開展更深層次的夜光遙感研究。
“啟明星一號”衛(wèi)星的誕生緣于3年前的一次論文答辯。2019年夏天的一次論文答辯會上，多名學(xué)生提出自己有很多想法，卻得不到數(shù)據(jù)驗(yàn)證。不久前引進(jìn)到武大的衛(wèi)星專家金光教授提出，以往研究很依賴國外數(shù)據(jù)，何不由學(xué)生自己研發(fā)衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)。武大由此設(shè)立了“啟明星”項目，沒想到吸引了50多名學(xué)生參與，其中大多數(shù)是研究生，本科生也超過了1/3。
歷時3年，“啟明星一號”衛(wèi)星成功升空。武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院教授巫兆聰介紹，該衛(wèi)星在軌運(yùn)行改變了武大遙感研究數(shù)據(jù)來源多依靠國外衛(wèi)星的現(xiàn)狀，推動武漢大學(xué)的遙感學(xué)科從軟件向硬件的升級，學(xué)生通過研制還收獲了寶貴的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新創(chuàng)造的過程也幫助學(xué)生更全面掌握遙感、航天方面的知識。除應(yīng)用價值外，“啟明星一號”衛(wèi)星將來還將成為武漢大學(xué)師生的空間實(shí)驗(yàn)平臺，并與全球無償共享相關(guān)數(shù)據(jù)。
此外，這顆衛(wèi)星最大的特點(diǎn)是工作模式非常靈活，在軌運(yùn)行時可以按照地面不同的應(yīng)用目的去設(shè)計和調(diào)整方案。“將來武大師生有什么奇思妙想，都可以給它發(fā)送指令，去獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。”巫兆聰說。
據(jù)了解，今明兩年還有多顆“武大造”衛(wèi)星計劃發(fā)射，“啟明星二號”也在未來的研發(fā)計劃之中。
“啟明星一號”衛(wèi)星見證中國大學(xué)生創(chuàng)新能力
朝氣蓬勃的學(xué)生研發(fā)團(tuán)隊部分成員。楚天都市報極目新聞記者黃士峰攝
□楚天都市報極目新聞記者 柯稱 通訊員 張學(xué)敏 吳江龍
“啟明星一號”衛(wèi)星是武大也是華中首顆“學(xué)生造”衛(wèi)星，它緣起于武大學(xué)生的想法，實(shí)現(xiàn)于武大學(xué)生的實(shí)踐，服務(wù)于武大師生的未來。“啟明星一號”衛(wèi)星研發(fā)之初就決定，讓在校學(xué)生當(dāng)主角，共有50多名武大學(xué)生參與研制，其中本科生約20名。極目新聞記者采訪的多名學(xué)生表示，衛(wèi)星的成功研制提升了對國家航空航天實(shí)力的自信，對武大遙感學(xué)科實(shí)力的自信，對自己科研創(chuàng)新能力的自信。
學(xué)生現(xiàn)場見證發(fā)射
武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院教授巫兆聰介紹，2019年夏天，在武大一次論文答辯會上，多名學(xué)生提出“有很多想法，但是得不到想要的數(shù)據(jù)去驗(yàn)證”。學(xué)院從長春光機(jī)所引進(jìn)的衛(wèi)星專家金光教授便提出，武大遙感學(xué)科多年排名世界第一，但以往研究很依賴國外數(shù)據(jù)，何不由學(xué)生來研發(fā)符合自己需求的衛(wèi)星。
于是，金光教授拿出武大引進(jìn)他劃撥的數(shù)百萬元科研經(jīng)費(fèi)，設(shè)立了“啟明星”項目，并安排人在校內(nèi)張貼海報招募學(xué)生。
“學(xué)生還能造衛(wèi)星？”很多學(xué)生的第一反應(yīng)是不敢相信。武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碩士研究生柯詩韻，參與了衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面處理系統(tǒng)建設(shè)，她說：“我讀大一時聽六位院士講《測繪學(xué)概論》，就對遙感衛(wèi)星充滿了幻想，當(dāng)時覺得衛(wèi)星離我們那么遙遠(yuǎn)，加入研發(fā)團(tuán)隊后才覺得它近在咫尺。”
昨日，學(xué)生們起初不敢想象的事，隨著衛(wèi)星成功發(fā)射變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。當(dāng)天，武大遙感信息工程學(xué)院碩士研究生宋宇飛，在文昌發(fā)射基地的控制室見證了這一歷史時刻。
宋宇飛是2月初進(jìn)入文昌發(fā)射基地的，從衛(wèi)星的組裝測試到火箭的成功發(fā)射都親身經(jīng)歷了。他感慨，在這些天與發(fā)射場方、火箭方等各參與方合作的過程中，深刻感受到航天事業(yè)是多么復(fù)雜且精細(xì)的事業(yè)，每一個問題都要反復(fù)討論，每一個細(xì)節(jié)都會反復(fù)測試，“這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度與航天精神讓我學(xué)到了很多，也讓我切身體會到了中國航天事業(yè)能取得如此多成就的原因。”
實(shí)踐才能收獲真知
“衛(wèi)星是一個復(fù)雜的工程，它也能成為一本最好的教材。”武大宇航研究院副教授張學(xué)敏說，研制一顆衛(wèi)星需要光學(xué)、機(jī)械、電子、軟件、控制和通信等多方面的人才，這些方向給學(xué)生設(shè)置了不同的研究內(nèi)容，同時也能鍛煉動手能力。采訪中，不少學(xué)生都提到，一開始面對復(fù)雜的硬件設(shè)備時一籌莫展，最終的成功證明了實(shí)踐才能收獲真知。
負(fù)責(zé)衛(wèi)星的姿態(tài)控制設(shè)計的博士生李嫵舟說：“我們主要用到兩種傳感器，之前也學(xué)習(xí)過，但總感覺一知半解，經(jīng)過親身參與才完全掌握。”
碩士生周昊參與了衛(wèi)星前期的系統(tǒng)組織方案研討，以及后期衛(wèi)星傳感器的集成與測試。“傳感器集成通俗地說就是，像搭積木一樣把衛(wèi)星各種載荷和設(shè)備搭好，確保它們在太空中萬無一失。說實(shí)話我壓力挺大的。”周昊透露，就在“啟明星一號”衛(wèi)星在文昌發(fā)射基地進(jìn)行最后一次測試中還發(fā)現(xiàn)了一個小“BUG”。當(dāng)時離發(fā)射日期已經(jīng)不遠(yuǎn)，周昊和老師測試星箭分離步驟時，卻出現(xiàn)了兩個太陽能帆板不能同時打開的問題。他們首先檢查軟件邏輯問題，進(jìn)行修正后還是不能解決，又對硬件進(jìn)行徹底排查，最后發(fā)現(xiàn)是一個小彈簧被螺栓卡住了，終于排除了風(fēng)險。周昊說：“這次經(jīng)歷提醒我，科研工作再怎么嚴(yán)謹(jǐn)都不為過。”
本科生也能造衛(wèi)星
金光教授透露，“啟明星一號”衛(wèi)星研制團(tuán)隊中的學(xué)生，超過三分之一是本科生，很多學(xué)生提出的想法都在衛(wèi)星上得到了體現(xiàn)。除了武大同學(xué)之間的分工合作，學(xué)生們還經(jīng)常跟長春光機(jī)所、哈工大的師生交流，共同解決問題。跨學(xué)科、跨院所的合作經(jīng)歷，對他們將來從事科研工作是很好的經(jīng)驗(yàn)。
武大遙感信息工程學(xué)院大四學(xué)生林煒華，大三時就加入了研制小組，主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星高光譜工作波段設(shè)計。她花了很多時間搜集整理國內(nèi)外的數(shù)據(jù)，分析適合“啟明星一號”衛(wèi)星的波段。“能跟著學(xué)長、學(xué)姐一起工作，學(xué)到了很多。我非常享受一個團(tuán)隊為著共同目標(biāo)去努力的氛圍，非常感謝武大給我們這么好的平臺。”林煒華說，這段經(jīng)歷讓她決心繼續(xù)深造，也堅定了為遙感事業(yè)奮斗的決心。
而博士生李津津則在期待著“啟明星一號”衛(wèi)星傳回全球首張8譜段夜光地球表面影像——以往的各國衛(wèi)星夜光遙影像最多只有3個譜段，李津津大膽地提出能否增加更多譜段，更詳細(xì)區(qū)分夜晚不同的光源，這一想法得到導(dǎo)師李熙教授的肯定。團(tuán)隊成員最終通過努力，讓“啟明星一號”衛(wèi)星具有了8譜段夜光攝影的能力。“把理論和設(shè)想變?yōu)閷?shí)際的過程，讓我非常自豪。”李津津說。
今年還要發(fā)射兩顆“武大造”衛(wèi)星
楚天都市報極目新聞訊（記者柯稱 通訊員張學(xué)敏 吳江龍）“啟明星一號”衛(wèi)星成功發(fā)射入軌后，不少人關(guān)心，“啟明星”項目還有后續(xù)計劃嗎？武漢大學(xué)還有其它衛(wèi)星發(fā)射計劃嗎？極目新聞記者就此采訪了武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院和宇航科學(xué)與技術(shù)研究院教授毛慶洲。
毛慶洲教授介紹，衛(wèi)星發(fā)射上天只是第一步，未來學(xué)校將做好“啟明星”衛(wèi)星的應(yīng)用研究，讓它最大程度發(fā)揮效用。經(jīng)過一段時間運(yùn)行后，宇航研究院會更新“啟明星二號”的設(shè)計方向，目前主要是一些核心技術(shù)研發(fā)，整星研制暫時還沒有詳細(xì)的計劃表。
2018年6月2日，由武漢大學(xué)與相關(guān)機(jī)構(gòu)共同研制的全球首顆專業(yè)夜光遙感衛(wèi)星“珞珈一號”，成功發(fā)射升空。2018年12月30日，武漢大學(xué)宇航科學(xué)與技術(shù)研究院揭牌成立。在湖北省、武漢市和武漢大學(xué)的大力支持下，該院發(fā)展迅速，已擁有制造小衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星載荷的條件和科研團(tuán)隊。未來，還有多顆“武大造”衛(wèi)星已提上發(fā)射日程。
毛慶洲介紹，由武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽頭，武大宇航研究院參與研制的“珞珈二號01星”和“珞珈三號01星”計劃今年晚些時候發(fā)射。由武大宇航研究院自主設(shè)計、制造、集成、測試的首顆高精度智能遙感衛(wèi)星“珞珈三號02星”，初步計劃于2023年擇機(jī)發(fā)射。
“遙感衛(wèi)星主要分為三類，高分辨率衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星和雷達(dá)衛(wèi)星等。‘珞珈三號02星’是第一種，它的最大特點(diǎn)是智能化。”毛慶洲解釋，以往的高分辨率衛(wèi)星只負(fù)責(zé)拍攝，往往會遇到傳輸數(shù)據(jù)的難題，而“珞珈三號02星”具有自動識別目標(biāo)的功能，能夠更智能地獲取所需影像，更有針對性地、高效地向地面?zhèn)骰財?shù)據(jù)。
此外，“珞珈三號02星”還能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)智能控制，為李德仁、龔健雅院士提出的“將來普通人也可以‘玩’衛(wèi)星”打下研究基礎(chǔ)。
一箭22星！
開啟共享火箭“拼車”新模式
2月27日，長征八號運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場將22顆衛(wèi)星發(fā)射升空 新華社發(fā)。武大“啟明星”衛(wèi)星研制團(tuán)隊觀看發(fā)射。“啟明星”衛(wèi)星。
● 武漢大學(xué)50多名學(xué)生參與研制
● 為華中地區(qū)首顆“學(xué)生造”衛(wèi)星
● 還有兩顆“武大造”衛(wèi)星擬年內(nèi)發(fā)射
● 長征八號遙二運(yùn)載火箭，創(chuàng)下我國一箭 多星發(fā)射最高紀(jì)錄
昨日，帶著22顆衛(wèi)星在文昌航天發(fā)射場成功“上天”的“共享火箭”——長征八號遙二運(yùn)載火箭，創(chuàng)下我國一箭多星任務(wù)最高紀(jì)錄，由此開啟了我國新的共享火箭“拼車”模式。
火箭如何“一舉多得”
2020年12月成功首飛的長征八號運(yùn)載火箭是我國新一代主力中型運(yùn)載火箭，填補(bǔ)了我國太陽同步軌道運(yùn)載能力3噸至4.5噸的能力空白，可以承擔(dān)80%以上的中低軌發(fā)射任務(wù)。
此次，長征八號遙二運(yùn)載火箭在長征八號遙一運(yùn)載火箭的基礎(chǔ)上，采取了不帶助推器的新構(gòu)型，是瞄準(zhǔn)未來市場需求專門打造的一型火箭。它運(yùn)載能力達(dá)到3噸級，而22顆衛(wèi)星合計不到2噸，完全滿足載荷需求。
對于為何能實(shí)現(xiàn)一箭22星，航天科技集團(tuán)一院長征八號運(yùn)載火箭總指揮肖耘表示，在設(shè)計之初，長征八號遙二運(yùn)載火箭研制團(tuán)隊就將視線轉(zhuǎn)移到小衛(wèi)星上，提出“共享發(fā)射”新模式，最終確定了7家單位的22顆衛(wèi)星。“多個小衛(wèi)星‘拼車’完成任務(wù)，既可充分發(fā)揮火箭能力，還有效滿足了市場需求。”
衛(wèi)星如何“拼車”
一箭22星，“拼車”的衛(wèi)星們?yōu)楹文軌驍D進(jìn)整流罩？陳曉飛介紹，為確保多星發(fā)射安全、精準(zhǔn)，設(shè)計團(tuán)隊研制了“三層式多星分配器”，將傳統(tǒng)的“大單間”調(diào)整為“小三居”。
由于每顆衛(wèi)星形狀各異，且有多個衛(wèi)星尺寸較大，在設(shè)計時為“乘客”提供三層“座位”，完美將22顆衛(wèi)星裝進(jìn)整流罩中。“一般而言，一個新的結(jié)構(gòu)從出圖到生產(chǎn)，需要至少一年多時間。我們通過‘模塊化’設(shè)計，在半年不到的時間就生產(chǎn)出來了多星分配器。”航天科技集團(tuán)一院長征八號運(yùn)載火箭總體副主任設(shè)計師于龍說。
研制團(tuán)隊不僅要讓衛(wèi)星順利“上車”，裝進(jìn)整流罩，還要能夠保證衛(wèi)星不同方向的分離安全。于龍介紹，衛(wèi)星到天上后要離開箭體，在這個過程中，需要考慮衛(wèi)星不同的解鎖方式和分離能源所帶來的運(yùn)動偏差。有時這些偏差會使衛(wèi)星與衛(wèi)星之間距離縮小，威脅到箭體的安全。
研制團(tuán)隊根據(jù)衛(wèi)星布局，對所有箭體和衛(wèi)星偏差進(jìn)行多輪仿真計算，設(shè)計了12次分離動作，確保22顆衛(wèi)星“下車”。
“本次任務(wù)星箭分離時，火箭如同跳了一支‘太空芭蕾’，22顆衛(wèi)星如‘天女散花’般釋放。”航天科技集團(tuán)一院長征八號運(yùn)載火箭副總指揮段保成說。
一箭多星前景如何
可以預(yù)見，人類未來進(jìn)入太空及空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求將越來越大。因此，改變發(fā)射場流程、縮短火箭研制周期和成本已成為不少航天大國的迫切需求。
在發(fā)射場旁就近建設(shè)總裝測試廠房，把發(fā)射場測試和出廠測試合二為一，能夠節(jié)省一系列步驟，極大壓縮火箭在發(fā)射場的周期。肖耘介紹，目前海南總裝測試廠房已經(jīng)開始施工建設(shè)，發(fā)射工位也正在論證過程中。屆時有望實(shí)現(xiàn)7天一次長征八號運(yùn)載火箭的發(fā)射，一年可發(fā)射50發(fā)。
據(jù)新華社電
