把衛(wèi)星送上天的“八一少年”

隨著“八一·少年行”科普小衛(wèi)星的發(fā)射，我國(guó)成為世界第6個(gè)成功發(fā)射由少年參與研制衛(wèi)星的國(guó)家——“八一少年”，用他們的創(chuàng)新和行動(dòng)，書寫了中國(guó)航天史上的絢麗篇章。

2016年12月28日11時(shí)23分，“八一·少年行”科普小衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

這顆衛(wèi)星可非同一般——它是中國(guó)首顆由航天專家指導(dǎo)、北京市八一學(xué)校40余名中學(xué)生全程參與研制并主導(dǎo)載荷設(shè)計(jì)的低軌道科普衛(wèi)星。

中國(guó)首顆中學(xué)生主導(dǎo)載荷設(shè)計(jì)的衛(wèi)星

“八一·少年行”科普小衛(wèi)星長(zhǎng)約12厘米，寬約11厘米，高約27厘米，采用航天科技集團(tuán)入院研制的立方體衛(wèi)星分離裝置，由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭發(fā)射升空。

這顆衛(wèi)星的發(fā)射，是“中學(xué)生科普衛(wèi)星研制、應(yīng)用及課程開發(fā)工程”項(xiàng)目的一部分。該項(xiàng)目在首個(gè)中國(guó)航天日——2016年4月24日，由八一學(xué)校與中國(guó)航天科技國(guó)際交流中心（中國(guó)航天人才開發(fā)交流中心）聯(lián)合啟動(dòng)。

衛(wèi)星發(fā)射當(dāng)天，北京市八一學(xué)校師生代表在太原衛(wèi)星發(fā)射中心現(xiàn)場(chǎng)觀看了發(fā)射，并與科研人員進(jìn)行了航天科普交流。衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間，中國(guó)航天人才開發(fā)交流中心還將與八一學(xué)校共同開發(fā)航天科學(xué)素質(zhì)教育系列課程，計(jì)劃在全國(guó)發(fā)展200所航天科技教育示范學(xué)校，組成衛(wèi)星科技應(yīng)用教學(xué)與衛(wèi)星創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室聯(lián)盟。

載荷方案從十幾種刪減到四種

“八一·少年行”科普小衛(wèi)星入軌后，計(jì)劃在軌運(yùn)行180天，期間將進(jìn)行對(duì)地拍攝、無線電通訊、音頻傳輸和快速離軌實(shí)驗(yàn)，向全世界提供免費(fèi)服務(wù)。

那么，它將如何完成自己的科普使命？

奧秘就在其搭載的載荷上。據(jù)了解，這顆衛(wèi)星的載荷共有四種：對(duì)地

拍攝、無線電通訊、對(duì)地傳輸音頻和文件以及快速離軌試驗(yàn)。參與衛(wèi)星研制的八一學(xué)校高二學(xué)生朱迅介紹說，這四種載荷是隊(duì)員們精挑細(xì)選、經(jīng)過可行性論證的產(chǎn)物。“一開始我們征集了十幾種載荷方案，后來經(jīng)過專家點(diǎn)評(píng)、指導(dǎo)后，慢慢淘汰掉了不合理的方案，剩下了現(xiàn)在這四種載荷。”

跟蹤拍攝霧霾和臺(tái)風(fēng)

這顆衛(wèi)星主要依靠航天相機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)地拍攝功能，衛(wèi)星升空后，可從幾百公里高空俯瞰地球。

未來，八一學(xué)校會(huì)公布衛(wèi)星拍攝的圖片，讓同學(xué)們猜測(cè)圖片來自地球上哪個(gè)位置。同時(shí)，同學(xué)們還將通過學(xué)習(xí)衛(wèi)星軌道知識(shí)，指令衛(wèi)星進(jìn)行定時(shí)拍攝，從而得到拍攝特定坐標(biāo)所需要延遲拍攝的時(shí)間，最終驗(yàn)證是否達(dá)到預(yù)期效果。此外，隊(duì)員們還希望通過衛(wèi)星上的相機(jī)，跟蹤拍攝霧霾和臺(tái)風(fēng)等，從而進(jìn)行氣象觀察數(shù)據(jù)的積累。

與全球無線電愛好者通聯(lián)

衛(wèi)星的無線電通訊載荷，則承擔(dān)了交流溝通“中轉(zhuǎn)站”的功能——這項(xiàng)功能可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音的轉(zhuǎn)發(fā)，為后期各個(gè)學(xué)校之間的連通、學(xué)校業(yè)余無線電教學(xué)以及與全球無線電愛好者的通聯(lián)打下基礎(chǔ)。

此外，2017年是八一學(xué)校建校70周年校慶，這顆發(fā)射升空的衛(wèi)星也寄托了孩子們對(duì)母校的祝福——衛(wèi)星搭載了對(duì)地音頻和文件傳輸載荷，當(dāng)接收到地面遙控指令后，衛(wèi)星上的音頻文件可以通過下傳“解碼”后進(jìn)行播放。屆時(shí)，我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星播放過的《東方紅》、八一學(xué)校建校70周年校歌等將通過衛(wèi)星向全球播放。

設(shè)計(jì)試驗(yàn)清理太空垃圾

在載荷的選擇上，學(xué)生們關(guān)注的目光還更長(zhǎng)遠(yuǎn)。通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)衛(wèi)星知識(shí)，他們了解到，空間衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展至今，太空碎片的數(shù)量迅速增長(zhǎng)；而隨著太空碎片數(shù)量的積累，衛(wèi)星與空間碎片不斷相撞并產(chǎn)生出更多的衛(wèi)星碎片；如果不及時(shí)采取措施，這種潛在的多米諾效應(yīng)將嚴(yán)重阻礙衛(wèi)星事業(yè)的發(fā)展。

為此，隊(duì)員們專門設(shè)計(jì)了快速離軌實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)預(yù)想，當(dāng)“八一·少年行”衛(wèi)星處于壽命末期時(shí)，可通過下指令進(jìn)行快速離軌試驗(yàn)，使原先的迎風(fēng)面對(duì)準(zhǔn)太陽、迎陽面迎風(fēng)，從而增加迎風(fēng)面積，同時(shí)嘗試控制磁力矩器，使其與地磁場(chǎng)相互作用，使衛(wèi)星盡快離軌。在這個(gè)過程中，地面人員還可通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)、觀察軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)，驗(yàn)證所采取措施對(duì)于幫助衛(wèi)星快速離軌的可行性。

習(xí)大大為中國(guó)少年點(diǎn)贊

在這顆衛(wèi)星的研發(fā)過程中，還發(fā)生過一段國(guó)家主席習(xí)近平與“八一少年”們的趣話。

2016年9月9日，第32個(gè)教師節(jié)前夕，習(xí)近平重回母校北京市八一學(xué)校，看望全校師生并調(diào)研。當(dāng)他看到學(xué)生們正在研發(fā)科普小衛(wèi)星時(shí)，欣慰地說：“你們很了不起，我上學(xué)時(shí)，也就是組裝個(gè)礦石收音機(jī)。你們從中學(xué)階段就培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展興趣特長(zhǎng)，打下牢固基礎(chǔ)，將來上大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)這方面的專業(yè)知識(shí)，連貫起來，這很好。”離開前，他還跟學(xué)生們約定：“發(fā)射時(shí)，跟我說一聲！”

3個(gè)月后，“八一少年”們果然不負(fù)所托，將他們研制的科普小衛(wèi)星送上了天！

衛(wèi)星發(fā)射前，同學(xué)們按約定給習(xí)近平寫信報(bào)告好消息。12月24日，習(xí)近平發(fā)回了賀信，他說：“知道由你們?cè)O(shè)計(jì)研制的科普小衛(wèi)星即將發(fā)射，我非常高興。中學(xué)生設(shè)計(jì)研制科普衛(wèi)星是一次很好的嘗試，你們攀登科技高峰的熱情和勇氣讓我感到欣慰。你們?cè)趤硇胖斜硎荆屵@顆小衛(wèi)星發(fā)揮啟明星一樣的作用，不斷激發(fā)自己科學(xué)探索的熱情。希望你們保持對(duì)知識(shí)的渴望，保持對(duì)探索的興趣，培育科學(xué)精神，刻苦學(xué)習(xí)，努力實(shí)踐，帶動(dòng)更多青少年講科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)，努力成長(zhǎng)為祖國(guó)的棟梁之材，將來更好地為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)貢獻(xiàn)力量。”

116年前，面對(duì)積貧積弱的中國(guó)，梁?jiǎn)⒊l(fā)出呼喊：“今日之責(zé)任，不在他人，而全在我少年。少年智則國(guó)智，少年富則國(guó)富，少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)，少年獨(dú)立則國(guó)獨(dú)立，少年自由則國(guó)自由，少年進(jìn)步則國(guó)進(jìn)步，少年勝于歐洲則國(guó)勝于歐洲，少年雄于地球則國(guó)雄于地球。”116年后的今天，掌握了科學(xué)技能的中國(guó)少年，用他們的創(chuàng)新和行動(dòng)，回應(yīng)了這如同誓言般的吶喊！

期待未來，能有更多少年肩負(fù)起時(shí)代使命，帶領(lǐng)中國(guó)走向不斷創(chuàng)新、更加美好的明天！（編輯/余風(fēng)）