武大首顆“學生造”衛(wèi)星成功發(fā)射

50多名學生組成研發(fā)生力軍 創(chuàng)新之光逐夢星辰

“啟明星一號”衛(wèi)星

學生團隊在工作中

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)星成功送入預定軌道，創(chuàng)造了我國一箭多星的最高紀錄。這些衛(wèi)星中，有一顆滿載著年輕學子創(chuàng)新創(chuàng)造的航天夢想——由武漢大學50余名在校學生參與研制的“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。正常運行后，由武漢大學位于江夏的遙感衛(wèi)星地面站負責地面測控和數(shù)據(jù)接收。

武漢大學遙感信息工程學院教授金光介紹，高光譜影像和紅外遙感影像配合，可以“看清”湖北長江、湖泊等水體內的主要污染物，未來它將主要服務湖北地區(qū)，為水體環(huán)境監(jiān)測提供預警。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，多名學生提出自己有很多想法，卻得不到數(shù)據(jù)驗證。不久前引進到武大的衛(wèi)星專家金光教授提出，以往研究很依賴國外數(shù)據(jù)，何不由學生自己研發(fā)衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)。武大由此設立了“啟明星”項目，沒想到吸引了50多名學生參與，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。武漢大學遙感信息工程學院教授巫兆聰介紹，該衛(wèi)星在軌運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，推動武漢大學的遙感學科從軟件向硬件的升級，學生通過研制還收獲了寶貴的工程實踐經(jīng)驗，創(chuàng)新創(chuàng)造的過程也幫助學生更全面掌握遙感、航天方面的知識。除應用價值外，“啟明星一號”衛(wèi)星將來還將成為武漢大學師生的空間實驗平臺，并與全球無償共享相關數(shù)據(jù)。

此外，這顆衛(wèi)星最大的特點是工作模式非常靈活，在軌運行時可以按照地面不同的應用目的去設計和調整方案?！皩砦浯髱熒惺裁雌嫠济钕?，都可以給它發(fā)送指令，去獲取數(shù)據(jù)進行驗證?！蔽渍茁斦f。

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)星見證中國大學生創(chuàng)新能力

朝氣蓬勃的學生研發(fā)團隊部分成員。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 張學敏 吳江龍

“啟明星一號”衛(wèi)星是武大也是華中首顆“學生造”衛(wèi)星，它緣起于武大學生的想法，實現(xiàn)于武大學生的實踐，服務于武大師生的未來?！皢⒚餍且惶枴毙l(wèi)星研發(fā)之初就決定，讓在校學生當主角，共有50多名武大學生參與研制，其中本科生約20名。極目新聞記者采訪的多名學生表示，衛(wèi)星的成功研制提升了對國家航空航天實力的自信，對武大遙感學科實力的自信，對自己科研創(chuàng)新能力的自信。

學生現(xiàn)場見證發(fā)射

武漢大學遙感信息工程學院教授巫兆聰介紹，2019年夏天，在武大一次論文答辯會上，多名學生提出“有很多想法，但是得不到想要的數(shù)據(jù)去驗證”。學院從長春光機所引進的衛(wèi)星專家金光教授便提出，武大遙感學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他劃撥的數(shù)百萬元科研經(jīng)費，設立了“啟明星”項目，并安排人在校內張貼海報招募學生。

“學生還能造衛(wèi)星？”很多學生的第一反應是不敢相信。武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗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，她說：“我讀大一時聽六位院士講《測繪學概論》，就對遙感衛(wèi)星充滿了幻想，當時覺得衛(wèi)星離我們那么遙遠，加入研發(fā)團隊后才覺得它近在咫尺?！?/p>

昨日，學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。當天，武大遙感信息工程學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)是多么復雜且精細的事業(yè)，每一個問題都要反復討論，每一個細節(jié)都會反復測試，“這種嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度與航天精神讓我學到了很多，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?！?/p>

實踐才能收獲真知

“衛(wèi)星是一個復雜的工程，它也能成為一本最好的教材?！蔽浯笥詈窖芯吭焊苯淌趶垖W敏說，研制一顆衛(wèi)星需要光學、機械、電子、軟件、控制和通信等多方面的人才，這些方向給學生設置了不同的研究內容，同時也能鍛煉動手能力。采訪中，不少學生都提到，一開始面對復雜的硬件設備時一籌莫展，最終的成功證明了實踐才能收獲真知。

負責衛(wèi)星的姿態(tài)控制設計的博士生李嫵舟說：“我們主要用到兩種傳感器，之前也學習過，但總感覺一知半解，經(jīng)過親身參與才完全掌握?！?/p>

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)星各種載荷和設備搭好，確保它們在太空中萬無一失。說實話我壓力挺大的?！敝荜煌嘎?，就在“啟明星一號”衛(wèi)星在文昌發(fā)射基地進行最后一次測試中還發(fā)現(xiàn)了一個小“BUG”。當時離發(fā)射日期已經(jīng)不遠，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，進行修正后還是不能解決，又對硬件進行徹底排查，最后發(fā)現(xiàn)是一個小彈簧被螺栓卡住了，終于排除了風險。周昊說：“這次經(jīng)歷提醒我，科研工作再怎么嚴謹都不為過?！?/p>

本科生也能造衛(wèi)星

金光教授透露，“啟明星一號”衛(wèi)星研制團隊中的學生，超過三分之一是本科生，很多學生提出的想法都在衛(wèi)星上得到了體現(xiàn)。除了武大同學之間的分工合作，學生們還經(jīng)常跟長春光機所、哈工大的師生交流，共同解決問題?？鐚W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。

武大遙感信息工程學院大四學生林煒華，大三時就加入了研制小組，主要負責衛(wèi)星高光譜工作波段設計。她花了很多時間搜集整理國內外的數(shù)據(jù)，分析適合“啟明星一號”衛(wèi)星的波段。“能跟著學長、學姐一起工作，學到了很多。我非常享受一個團隊為著共同目標去努力的氛圍，非常感謝武大給我們這么好的平臺?！绷譄樔A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，更詳細區(qū)分夜晚不同的光源，這一想法得到導師李熙教授的肯定。團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?！鞍牙碚摵驮O想變?yōu)閷嶋H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 通訊員張學敏 吳江龍）“啟明星一號”衛(wèi)星成功發(fā)射入軌后，不少人關心，“啟明星”項目還有后續(xù)計劃嗎？武漢大學還有其它衛(wèi)星發(fā)射計劃嗎？極目新聞記者就此采訪了武漢大學遙感信息工程學院和宇航科學與技術研究院教授毛慶洲。

毛慶洲教授介紹，衛(wèi)星發(fā)射上天只是第一步，未來學校將做好“啟明星”衛(wèi)星的應用研究，讓它最大程度發(fā)揮效用。經(jīng)過一段時間運行后，宇航研究院會更新“啟明星二號”的設計方向，目前主要是一些核心技術研發(fā)，整星研制暫時還沒有詳細的計劃表。

2018年6月2日，由武漢大學與相關機構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，武漢大學宇航科學與技術研究院揭牌成立。在湖北省、武漢市和武漢大學的大力支持下，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，由武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室牽頭，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)星和雷達衛(wèi)星等?！箸烊?2星’是第一種，它的最大特點是智能化。”毛慶洲解釋，以往的高分辨率衛(wèi)星只負責拍攝，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”還能夠實現(xiàn)手機智能控制，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。

一箭22星！

開啟共享火箭“拼車”新模式

2月27日，長征八號運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)星研制團隊觀看發(fā)射?！皢⒚餍恰毙l(wèi)星。

● 武漢大學50多名學生參與研制

● 為華中地區(qū)首顆“學生造”衛(wèi)星

● 還有兩顆“武大造”衛(wèi)星擬年內發(fā)射

● 長征八號遙二運載火箭，創(chuàng)下我國一箭 多星發(fā)射最高紀錄

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”——長征八號遙二運載火箭，創(chuàng)下我國一箭多星任務最高紀錄，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載火箭是我國新一代主力中型運載火箭，填補了我國太陽同步軌道運載能力3噸至4.5噸的能力空白，可以承擔80%以上的中低軌發(fā)射任務。

此次，長征八號遙二運載火箭在長征八號遙一運載火箭的基礎上，采取了不帶助推器的新構型，是瞄準未來市場需求專門打造的一型火箭。它運載能力達到3噸級，而22顆衛(wèi)星合計不到2噸，完全滿足載荷需求。

對于為何能實現(xiàn)一箭22星，航天科技集團一院長征八號運載火箭總指揮肖耘表示，在設計之初，長征八號遙二運載火箭研制團隊就將視線轉移到小衛(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?！岸鄠€小衛(wèi)星‘拼車’完成任務，既可充分發(fā)揮火箭能力，還有效滿足了市場需求?！?/p>

衛(wèi)星如何“拼車”

一箭22星，“拼車”的衛(wèi)星們?yōu)楹文軌驍D進整流罩？陳曉飛介紹，為確保多星發(fā)射安全、精準，設計團隊研制了“三層式多星分配器”，將傳統(tǒng)的“大單間”調整為“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，在設計時為“乘客”提供三層“座位”，完美將22顆衛(wèi)星裝進整流罩中?！耙话愣?，一個新的結構從出圖到生產(chǎn)，需要至少一年多時間。我們通過‘模塊化’設計，在半年不到的時間就生產(chǎn)出來了多星分配器?！焙教炜萍技瘓F一院長征八號運載火箭總體副主任設計師于龍說。

研制團隊不僅要讓衛(wèi)星順利“上車”，裝進整流罩，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。

研制團隊根據(jù)衛(wèi)星布局，對所有箭體和衛(wèi)星偏差進行多輪仿真計算，設計了12次分離動作，確保22顆衛(wèi)星“下車”。

“本次任務星箭分離時，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。”航天科技集團一院長征八號運載火箭副總指揮段保成說。

一箭多星前景如何

可以預見，人類未來進入太空及空間基礎設施建設的需求將越來越大。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，發(fā)射工位也正在論證過程中。屆時有望實現(xiàn)7天一次長征八號運載火箭的發(fā)射，一年可發(fā)射50發(fā)。

據(jù)新華社電

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