玩過才知道 希望一號衛星游戲總動員

□ 文 周武 蔣建科 黃希

引 子：

科普是什么？有一位長期從事科普演講的專家如是說：“如果把科學當做一個誘人的大蘋果，公眾就是爬在上面的螞蟻， 想吃又不知從哪兒下口。科普工作就是去掀開蘋果上的硬皮……”

希望一號衛星破霧而出

2009年12月15日清晨，太原衛星發射中心發射場，雪越下越大，空氣中開始彌漫著大霧。200多名師生來到這里，等待觀看中國首顆青少年科普衛星——“希望一號”的發射。“這樣的天氣能行嗎？”一些同學小聲地問老師。10時20分左右，太陽終于忍不住了，忽然露出笑臉，變得越來越亮，驅散了霧霾，雪也一下子變小了。10時31分，隨著一聲“點火”的口令下達，長征四號丙運載火箭載著“希望一號”衛星拔地而起，直刺蒼穹。在現場觀看發射的北京景山學校三年級學生劉重華激動地跳起來：“我們的實驗上天了！”

北京景山學校三年級學生劉重華成了記者追逐的明星（薛滔攝）

發射前的衛星測試（馬驥攝）

長征四號丙運載火箭以一箭雙星方式，將遙感衛星八號和“希望一號”順利送入預定的軌道。本次一箭雙星發射升空，是中國長征系列運載火箭第121次航天飛行。

遙感衛星八號和長征四號丙運載火箭，均由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院研制生產。遙感衛星八號主要用于空間科學試驗、國土資源勘查、農作物估產及防災減災等領域，將對中國國民經濟發展發揮積極作用。

希望一號小衛星是中國航天科技集團公司所屬東方紅衛星公司專門為廣大青少年研制的第一顆科普公益小衛星。其太空之旅有科普“三大件”隨行：一是搭載劉重華設計“天圓地方”科學實驗方案的實驗設備，觀察微重力條件下五種顏色顆粒的狀態；二是采用寬視場彩色CMOS相機在測光儀的配合下進行太空攝影；三是建立業余無線電空間電臺，為中國和全球的業余無線電愛好者提供信標、語言和數據轉發等空間通信試驗服務。

發射前的火箭測試（馬驥攝）

長征四號丙運載火箭整裝待發（凌建中攝）

為青少年“量身定制”

作為我國第一顆科普公益衛星，“希望一號”由中國科協和中國航天科技集團公司發起，從設計到研制成功歷時9個月，共投資3000萬元，專為青少年量身設計。

小衛星的名字原本叫“希望號”奧運星，但由于發射時間從原定的奧運會之前推遲到了奧運會以后，所以才更名為現在的“希望一號”。“希望一號”只有60千克重，采用八邊形立柱框架結構。據衛星總設計師張曉敏介紹，“‘希望一號’運行在高度為1200千米的太陽同步軌道，繞地球南北極飛行一圈需要109分鐘。”

“我們希望借小衛星，在太空給孩子們搭建一個科技實驗的‘操作臺’，激發他們對航天科技的興趣及創造力。”中國宇航學會副理事長兼秘書長楊俊華在接受記者采訪時表示。2008年，“希望一號”衛星搭載方案征集活動啟動，共征集到105個方案，經過初評和答辯終評，當時剛剛上小學一年級的劉重華提出的“天圓地方”方案，由于創意新穎，簡單可行，被專家推選為“希望一號”的搭載方案。

楊俊華透露，“希望一號”升空運行后，有關方面將組織舉辦一系列豐富多彩的相關科普活動，主要包括“天圓地方”五色土圖形在太空中變化情況競猜活動、“希望一號”圖像識別大賽、全國青少年“希望一號”衛星通信競賽、“希望一號”在軌運行監測活動等。

在太原衛星發射中心的大力支持下，中國宇航學會組織200多名師生觀看發射（薛滔攝）

衛星發射成功后，觀看發射的師生們歡呼雀躍（薛滔攝）

“希望一號”衛星本體直徑為68厘米、高48厘米，在軌（含天線）高為97.4厘米（凌建中攝）

“希望一號”游戲開始了

游戲一：看五色土七十二變

希望一號衛星上的“天圓地方”實驗設備，通過對直徑2毫米的五種顏色顆粒在軌狀態進行拍照，觀察在微重力條件下五色顆粒的運動狀態。

實驗的五種顏色顆粒按照北京中山公園社稷壇布局（中黃、東青、南紅、西白和北黑）放置在一個正方形透明盒內，顆粒直徑2毫米左右，碼放一層。起飛前每個顆粒位置固定，用一塊帶有小凹坑的有機玻璃“壓緊”進行限位，以便防止在火箭發射過程中的劇烈震動使顆粒提前混合；衛星入軌后，根據指令，“五色土”盒鎖緊機構解鎖，小凹坑壓板向后平移，使盒內空間高度增加到5毫米，顆粒在“五色土”盒內處于自由懸浮狀態。此時，五種顏色的顆粒將怎樣運動？3個月后，又將如何運動？

熱心的讀者可參與競猜，把結果在2010年3月31日前寄給本刊或發送到csa_kpc@spacechina.com,你將有可能獲得獎品、紀念品和證書。

自從“天圓地方”被確定為“希望一號”的搭載實驗方案，劉重華就成了景山學校里的明星人物，而從方案到實施，也有她師哥們的功勞（陳彩連攝）

北京景山學校的學生研討“天圓地方”五色土衛星搭載方案（陳彩連攝）

游戲二：辨認希望一號眼中的世界

“希望一號”小衛星攜帶一臺輕型寬視場彩色CMOS相機，相機質量為0.36千克，由于擁有140度的寬視場角，衛星能夠在1200千米軌道高度對地球全景(球冠)成像，星下分辨率為1.4千米。

據張曉敏總設計師介紹，“相機將采用照一張、存一張、傳一張的方式工作，即‘不傳不照’，每幅彩色照片從太空傳回地面約需要8分鐘的時間。”

輕型寬視場彩色CMOS相機與測光儀配合工作，在軌通過測光儀測量太陽光照條件，在光照條件允許情況下，CMOS相機實現對地球和太空目標的彩色成像。其所拍攝的照片數據將傳輸給衛星地面測控站，經過數據處理后，可獲得大陸、海洋、山川、臺風、變化的云層、星空和以太空為背景的地球邊緣的照片。這些照片將公布在www.csaspace.org.cn網站上，大家可以根據照片判讀地理位置和分辨星座。

“希望一號”科普衛星發回的第一張地球照片

游戲三：無線電愛好者總動員

航天東方紅衛星有限公司的工程技術人員稱“希望一號”是航天人為小朋友精心制造的“金色巧克力蛋糕”（凌建中攝）

“希望一號”無線電實現了亞洲、歐洲、美洲和大洋洲50多個國家和地區的信標接收和通聯，信號穩定、話音清晰。

“希望一號”衛星的無線電空間電臺由無線電通信轉發器、UHF天線和VHF天線共同構成，向地面發送帶有遙測參數的信標，地面業余無線電臺可通過衛星進行莫爾斯電碼、簡易的話音和數據通信等試驗，并為中國和全球的業余無線電愛好者提供信標、語言和數據轉發等空間通信試驗服務。

為開展“希望一號”小衛星青少年業余無線電通信活動，全國青少年航天科技體驗活動組委會還計劃在包括港澳臺地區的全國范圍內的中小學校和青少年科技教育活動機構中，建立“希望一號”衛星青少年業余無線電通信活動基地，主要用于開展青少年業余無線電通信競賽、應急通信演習競賽及相關科普活動。

據悉，為配合XW-1“希望號”衛星項目，國家無線電管理部門正在考慮允許持有三級業余電臺操作證書的業余無線電愛好者使用145.800-146.000MHz開展業余通信試驗，中國無線電運動協會網站將會及時轉載相關消息。

“希望一號”背后的推手

3000萬元投資，從策劃到成行長達10年，“希望一號”科普衛星由民間到官方，牽動了眾多人的心。而由愛心引發的“希望”號接力棒正在不斷傳遞中……

場景一：

1999年，中國空間技術研究院總體部的韓光熙、中國科學院奚國金、清華大學馬正新、航天測控公司韓民一起發表了《志愿者宣言》，自籌經費，設計衛星。衛星專家褚桂柏、張永維等幫助設計，僅用幾千元就做出了衛星設計方案。火箭專家劉竹生、黃春平多次參與到方案的論證中，希望在神舟飛船發射時搭載升空。

場景二：

2007年6月6日，在北京市奧組委、中國科協、中國航天科技集團公司和中國宇航學會的積極推動下，希望一號奧運衛星項目獲批立項，一次承載著所有航天愛好者希望的科普活動在經過8年的努力后，終于變成了現實。

場景三：

2008年5月29日，由北京奧組委、中國科協和中國宇航學會聯合主辦的“科技奧運、夢想航天”全國青少年航天科技體驗活動在北京啟動。中國科協副主席、中國航天科技集團公司副總經理袁家軍深情寄語：“播種希望，收獲未來。”中國科協書記處書記、黨組成員程東紅向青少年贈送北京奧運會會旗。

場景四：

2008年8月22日，在中國宇航學會的組織下，來自全國各地的70多名中小學生和學生家長在西昌衛星發射中心參加“希望號”奧運星搭載方案評審。

場景五：

2009年10月12日，中國科協常務副主席、書記處第一書記、黨組書記鄧楠（右三）在衛星總裝廠房饒有興趣地進行了天地通話試驗（李冠礁攝）

2009年10月12日，鄧楠一行在馬興瑞、袁家軍等陪同下視察“希望一號”的研制現場（李冠礁攝）

2009年10月12日，中國科協常務副主席、書記處第一書記、黨組書記鄧楠在中國航天科技集團公司視察時表示：“航天科技集團公司在發展航天科技的同時，還為公益性青少年科普事業無私奉獻，花費了大量的人力、物力和財力來研制希望一號衛星，以實現全國青少年和業余無線電愛好者的夢想，非常值得肯定。衛星發射成功以后，必將極大地激發青少年關注航天科技的興趣和熱情。希望航天科技集團公司能夠進一步拓展對希望一號衛星的應用，使之發揮更大的作用。”

場景六：

2009年12月，中國航天科技集團公司總經理馬興瑞在太原衛星發射中心，仔細詢問了火箭、衛星的技術狀態和射前的各項準備工作情況，并親自復核復算，與衛星總師們對薄弱環節進行了數據計算與驗證。發射成功后，馬興瑞表示，“普及航天、宣傳航天，這是我們的社會責任，同時也是航天人回饋社會的一個體現。今后集團公司將加大有前瞻性的科普項目的投入，讓更多關心中國航天的公眾參與其中。”

場景七：

發射前夕，中國科協書記處書記、黨組成員程東紅一行作為希望一號科普衛星的用戶代表，前往太原衛星發射中心現場參加發射工作。程東紅表示，12月15日是中國科協第一個會員日。此次發射的衛星受到社會的廣泛關注，必將對青少年科普產生重要影響。

場景八：

發射前夕，全國人大常委會副委員長、中國科協主席韓啟德欣然題詞：夢想航天，成就未來。

場景九：

中國科協青少年活動中心、中國宇航學會和中國無線電運動協會正在圍繞“希望一號”衛星，策劃聯通全球華人的活動。

發射當天，“希望一號”總設計師張曉敏向總裝備部副部長牛紅光（左一）、中國航天科技集團公司總經理馬興瑞（左二）、副總經理袁家軍（左三）匯報衛星射前情況（黃希攝）

中國宇航學會副理事長兼秘書長楊俊華接受新華社記者采訪（薛滔攝）