近半年來(lái)，幾乎每隔幾天，大連理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)大工）航空航天學(xué)院教授于曉洲就要跑一趟北京。
5月10日，由該校航空航天學(xué)院微納衛星與電推進(jìn)團隊研制的大連1號-連理衛星（以下簡(jiǎn)稱(chēng)大連1號）搭載天舟六號貨運飛船，由長(cháng)征七號遙七運載火箭成功發(fā)射入軌。
【資料圖】
就在這幾天，距離地球幾百公里外的太空，大連1號組合體已經(jīng)開(kāi)始發(fā)回數據。作為衛星總指揮，于曉洲前往北京的目的就是與相關(guān)單位一同確保衛星系統的運行狀態(tài)正常。
“大連1號不僅是大工發(fā)射的第一顆衛星，也是遼寧省發(fā)射的第一顆衛星，我們希望能最大限度發(fā)揮它的價(jià)值?！苯邮堋吨袊茖W(xué)報》采訪(fǎng)時(shí)，于曉洲這樣說(shuō)。
“不能在時(shí)間上領(lǐng)先，技術(shù)上就做到最好”
對于曉洲來(lái)說(shuō)，衛星發(fā)射并不陌生。在其他高校工作時(shí)，他已經(jīng)主持發(fā)射過(guò)多顆衛星。即便如此，當2019年接到時(shí)任大工校長(cháng)郭東明和大工航空航天學(xué)院院長(cháng)夏廣慶的邀請，來(lái)到大工參與大連1號的研發(fā)時(shí)，他的心情依然很激動(dòng)。
“因為和我以前研制的衛星相比，大連1號將會(huì )采用更多新技術(shù)，對我個(gè)人來(lái)說(shuō)，這是一次機遇與挑戰?！彼f(shuō)。
作為衛星總設計師，夏廣慶告訴《中國科學(xué)報》，大連1號使用了一臺高分辨率多光譜相機?！白鳛橐活w20公斤級的微納衛星（一般指質(zhì)量在1~100公斤之間的衛星），大連1號可以在軌全色譜段實(shí)現亞米級分辨率，并用于對地觀(guān)測。這在國際上都是不多見(jiàn)的?！?/p>
此外，與傳統衛星姿態(tài)與軌道控制動(dòng)力系統采用的推進(jìn)劑不同，這顆衛星使用的新型推進(jìn)系統既可以大幅提升衛星在軌快速機動(dòng)能力，還具有無(wú)毒、能量高、功耗低、可預包裝等特點(diǎn)。
于曉洲介紹說(shuō)，以往由于缺少適用于微納衛星的國產(chǎn)操作系統，制約了我國微納衛星的發(fā)展。2021年，國內多家航天研制單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一系列基于OpenHarmony的高性能微納衛星單機。如今，OpenHarmony經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)，構建出適用于航天的國產(chǎn)實(shí)時(shí)操作系統。大連1號便首次采用了國產(chǎn)芯片運行OpenHarmony操作系統，大幅提高了衛星的可靠性與實(shí)時(shí)性。
讓于曉洲激動(dòng)的另外一個(gè)原因，是此舉可以為大工人圓一個(gè)屬于他們自己的“航天夢(mèng)”。
據夏廣慶介紹，在啟動(dòng)大連1號的研制工作之前，大工從來(lái)沒(méi)有進(jìn)行過(guò)衛星整體研發(fā)方面的探索。做了幾十年衛星動(dòng)力系統研究的夏廣慶，面對近些年國外以SpaceX為代表的科技力量對于衛星動(dòng)力系統的巨大需求，萌生出一個(gè)念頭——我們?yōu)槭裁床荒茏约鹤鲆活w高水平的衛星呢？
彼時(shí)，國內高校發(fā)射衛星已經(jīng)不算是太新鮮的事情，一些高校早已經(jīng)“捷足先登”。于是，從研發(fā)之初，大連1號的性能要求就被提到了一個(gè)很高的位置。正如于曉洲所言，“既然在時(shí)間上不能領(lǐng)先，就要在技術(shù)實(shí)力上做到最好”。
2019年，大連理工大學(xué)投入建設了“先進(jìn)微納衛星技術(shù)學(xué)科交叉研究平臺”，并不斷加大支持力度，形成了一個(gè)平均年齡37歲的衛星研發(fā)創(chuàng )新團隊。而隨著(zhù)衛星研發(fā)工作的推進(jìn)，他們慢慢發(fā)現，自己所收獲的遠不止一顆衛星這么簡(jiǎn)單。
“帶著(zhù)使命感去做事情”
雖然已經(jīng)開(kāi)始發(fā)回數據，但大連1號目前還沒(méi)有真正被“放入太空”。
“大連1號是由天舟六號貨運飛船帶入太空的，但目前仍搭載在貨運飛船外側。根據系統任務(wù)需求，它需要選擇合適的時(shí)機進(jìn)行在軌釋放?！贝蠊ず娇蘸教鞂W(xué)院副教授鹿暢告訴《中國科學(xué)報》。
值得一提的是，之所以采用貨運飛船搭載的方式發(fā)射，是因為此前研究團隊成功申請到一個(gè)免費搭載的資格，這使得衛星的研制發(fā)射成本被大大縮減。但同時(shí)，他們也要為此付出一定的“代價(jià)”。
“貨運飛船工作人員對于衛星嚴謹到近乎于苛刻的工作態(tài)度，即便是我這個(gè)‘過(guò)來(lái)人’都感到很吃驚?！庇跁灾拚f(shuō)，大家會(huì )把每個(gè)過(guò)程都細化，每一步都需要詳細的方案考慮各種場(chǎng)景與情況，即便只是使用一次吊車(chē)，都要進(jìn)行詳細規劃并填寫(xiě)相關(guān)文件。
“可以說(shuō)，在此次衛星研制工作中，我和我的學(xué)生得到的最大收獲，就是這種遠超一般飛行任務(wù)的嚴謹、認真精神的熏陶?！庇跁灾拚f(shuō)。
這種感覺(jué)并不是于曉洲獨有的。在記者采訪(fǎng)過(guò)程中，多位參與其中的學(xué)生都表達了類(lèi)似感受。比如該校航空航天學(xué)院研究生徐楊便直言，她印象最深的事情就是為了滿(mǎn)足天舟飛船嚴格的搭載要求，研發(fā)團隊要針對很多以前沒(méi)有引起重視的問(wèn)題，開(kāi)展數次多方參與的評審會(huì )。
“由于衛星要搭載天舟貨運飛船并長(cháng)期在軌，在這方面團隊幾乎沒(méi)有什么經(jīng)驗可參考，所以每次評審會(huì )，我們的方案都要被仔細推敲，遭遇各種提問(wèn)甚至是質(zhì)疑。會(huì )后，我們要針對這些問(wèn)題一一找出解決方案?！毙鞐钫f(shuō)，這個(gè)過(guò)程還伴隨著(zhù)時(shí)間緊迫、多單位協(xié)調等各種困難?！暗罱K，這些問(wèn)題在團隊的努力下被全部解決?！?/p>
“航天任務(wù)只有一次機會(huì )，要依靠整個(gè)團隊的配合完成，每一項工作、每一個(gè)步驟都關(guān)乎任務(wù)的成敗。每個(gè)人的工作都影響整個(gè)團隊，不能因為自己的失誤與大意導致團隊成員的努力付之東流?！眻F隊成員、該校航空航天學(xué)院研究生王鈺淞說(shuō)，“所以，要帶著(zhù)使命感去做事情?！?/p>
為學(xué)?！佰彸鲆粭l路”
作為大工乃至遼寧省首顆發(fā)射的衛星，大連1號的成功發(fā)射無(wú)疑為大工的衛星研制和發(fā)射工作開(kāi)了一個(gè)好頭。根據規劃，未來(lái)他們還將繼續研制新的衛星，不過(guò)新衛星卻不一定全部要走“高端路線(xiàn)”。
據于曉洲介紹，未來(lái)對于衛星的研發(fā)，他們將采取“兩條腿走路”的方式?！耙簿褪钦f(shuō)，一方面我們會(huì )集中科研力量，研發(fā)更高端的科研衛星；另一方面會(huì )組織學(xué)生作為研發(fā)主體，研制一些以鍛煉學(xué)生科研和動(dòng)手能力為主要目的的教學(xué)衛星?！?/p>
事實(shí)上，在大連1號的研發(fā)過(guò)程中，大工的學(xué)生便參加了由中國宇航協(xié)會(huì )和國際宇航聯(lián)合會(huì )共同發(fā)起的世界大學(xué)生立方星挑戰賽。比賽中，學(xué)生們從大連1號的研發(fā)中吸取經(jīng)驗，一舉獲得了該項賽事的特等獎。
“作為特等獎的獎勵，中國運載火箭技術(shù)研究院將為我們提供一次免費發(fā)射微納衛星的機會(huì )。我們下次發(fā)射的經(jīng)費問(wèn)題已經(jīng)解決了?！毕膹V慶笑著(zhù)說(shuō)。
“因為對于高校，特別是有飛行器設計相關(guān)專(zhuān)業(yè)的高校而言，提升學(xué)生們對飛行器的總體認知是人才培養工作的重要內容，而微納衛星具有一般衛星的多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)?！毕膹V慶表示，這就決定了其在高校相關(guān)人才培養方面能夠發(fā)揮重要作用。
此外，由于具有多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)，以大連1號為代表的微納衛星研發(fā)自然會(huì )形成一個(gè)吸引多學(xué)科參與的平臺。事實(shí)上，在規劃中，大工航空航天學(xué)院衛星研發(fā)團隊已經(jīng)考慮在校內外擴大學(xué)科參與的廣度和深度。
“大連1號的成功發(fā)射固然重要，但我們更希望借此為學(xué)校的學(xué)科建設和人才培養蹚出一條路?！毕膹V慶說(shuō)。
眼下，于曉洲正計劃成立一個(gè)學(xué)生俱樂(lè )部或社團，使對衛星研發(fā)有興趣的學(xué)生更方便地參與其中。他希望最終能在大工形成一種衛星研發(fā)的文化傳承。
“如果讓學(xué)生們自己動(dòng)手做，最終是否成功并不重要，重要的是這一過(guò)程對學(xué)生的鍛煉。如果能借此培養出一批我國衛星研發(fā)領(lǐng)域的棟梁之材，對我們這些老師來(lái)說(shuō)，比發(fā)射幾顆衛星更重要?！庇跁灾拚f(shuō)。
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