立方星走上国际范

<p align="center"> </p><p>　　2015年9月25日9点41分在酒泉卫星发射中心，长征十一号运载火箭成功将四颗卫星送入预定轨道，其中3颗立方体试验卫星（上科大二号STU-2）由中国科学院上海微小卫星工程中心研制。　中科院上海微小卫星工程中心　摄</p><p>　　中秋前夕，三颗名为“上科大二号”（STU-2）的立方星飞向了太空，并成功地向地面传回了数据。这是我国首批依照国际标准研制发射的立方星，标志着我国在皮纳卫星研制和产学研结合的创新平台上，迈出了与国际接轨的重要一步。</p><p>　　“过去，我国对皮纳卫星重视不够，立方星的研制才刚刚起步。”STU-2立方星总师吴树范在接受《中国科学报》记者采访时说。去年，立方星技术被评为“世界十大科学突破”，这种投资小、时间短、见效快的新型卫星研制技术或将开拓我国航天产业的新格局。</p><p>　　<strong>“小麻雀”瞄准最前沿</strong></p><p>　　2.9千克，2.2千克，1.7千克。这三个数字分别属于“上科大二号”A星、B星、C星的重量。可别小看这三只“小麻雀”，据介绍，传统的大卫星要几个亿的造价，而立方星只要几百万的造价，发射成本也因重量减轻而大大减少。</p><p>　　“它们不仅五脏俱全，还瞄准了国际最前沿的技术。”吴树范介绍，三颗立方星均搭载了自组网通信机，可利用三颗星建立空间最小网络，实现立方星级别的星间通信组网。</p><p>　　吴树范告诉记者，和普通卫星相比，依靠高度集成的微机电技术，立方星的很多功能都集中在一块10厘米乘10厘米的电路板上。例如，A星在国际上首次搭载了微电子机械系统（MEMS）冷气微推进器，将开展立方星编队绕飞等新技术在轨验证。</p><p>　　不仅如此，三只“小麻雀”还各司其职。与以往主要关注国内遥感探测的立方星不同，A星把视野延伸到了国际。“A星主要载荷是微小型光学相机，可用于观测南北极结冰情况。”吴树范说。</p><p>　　“B星上装的是一个用于船舶信息采集的星载船舶自动识别系统（AIS）接收机。”吴树范说，B星的卫星监测，将大为扩展航船的信息监测覆盖面，并通过多星星座有望实现全球实时监测。</p><p>　　“C型安装了用于民用飞机信息采集的星载广播式自动相关监视系统（ADS-B）接收机，监测民航机的飞行信息。”吴树范说。9月26日晚C星载荷开机，绕地球一轨（约94分钟）内，已采集到405架飞机发出的5.1万多条播报信息，可以勾勒出民航飞机的航行动态图。“这些信息对民航管理、航线规划、应急处置以及流量分析与优化等，都有实际的应用价值。”</p><p>　　<strong>单应用更深入</strong></p><p>　　从A星的想法诞生至今，北京师范大学教授程晓一直跟踪着它的成长。</p><p>　　2014年3月7日，程晓到上海微小卫星工程中心做了一个关于极地救援和北极航道的报告。当时，从欧洲宇航局回国的吴树范一直想在国内研制一颗与国际标准接轨的立方星。报告之后，两人的想法一拍即合，于是程晓成了A星应用的启发者和首批用户。</p><p>　　“过去，我们用的都是美国和欧洲的卫星数据。现在我们有了自己的数据。”对立方星的科研贡献，程晓充满期待，“国外的数据分别是250米分辨率和50米分辨率，这颗立方星的分辨率是100米，正好与国外的数据形成补充。”</p><p>　　不仅如此，这颗立方星还被寄予了战略期待。“今年1月，雪龙号陷入困境，这让我们再度感觉到在卫星应急数据上的缺乏。”程晓说。吴树范也表示，今年冬天这颗卫星也将成为南极雪龙号科考船“天上的眼睛”；夏天，商船如果从北极去欧洲，会比从马六甲海峡省三分之一到一半的航行成本，观测将对开通北极航道提供支持。</p><p>　　“目前，中国的很多卫星都是以卫星研制者为主导的，对后端数据的应用考虑得并不多，这很不科学，造成了科研浪费。”在程晓看来，立方星是一个完全以应用驱动设计的卫星，其优势在于“单应用”，“瞄准一个用户，可以做得非常深入”。</p><p>　　<strong>孕育航天新生代</strong></p><p>　　“小”还意味着快。从立项到发射成功，“上科大二号”只经历了一年的时间。这一年对于“上科大二号”立方星副总师陈雯博士来说就是两个字：忙碌。</p><p>　　除了有一次因为台风过境不得不放了一天假，这个年轻的团队连轴转了整整一年。“我们的团队一共28个人，有一个‘90后’，其余大部分是88年左右的，平均年龄约28岁，是非常年轻有干劲的队伍。”陈雯说。</p><p>　　“大卫星的研制一般至少三到五年。所以对于卫星研制来说，一年是非常非常短的周期，而我们这支团队在一年里完成了所有研制任务，这一方面体现了立方星研制周期短的特点，另一方面其中的困难和艰辛也可想而知。”陈雯说，在较高的压力之下，这个年轻的团队勇于拼搏，保持着良好的战斗素质和奉献精神。</p><p>　　“立方星的成功，要特别感谢微小卫星工程中心这个大集体的支持。”陈雯说，“就像我们的副总师曹彩霞，参与过创新一号、神舟七号伴星、创新三号等卫星的研制和发射，是团队里的‘定海神针’，以老带新，帮助这个年轻的团队圆满完成了任务。”</p><p>　　在这个团队中，还有一些上海科技大学的教师和学生参与其中。“当时我想和上海科技大学一起合作加入欧盟的QB50项目，共同开展立方星技术和应用研究，因此就以上海科技大学的名义参与其中。”吴树范说。QB50是由欧盟出资确定的第七框架协议旗舰项目，项目采用50颗卫星组网，主要由来自全球30多个国家和地区的大学生们研制完成。</p><p>　　“对于这些年轻人来说，他们得到的不仅是技术上的提升，更是航天设计理念的熏陶。”对于这一年多的历练，陈雯评价，“这是一次挺难得的机会。”</p><p>　　吴树范表示，在美国和欧洲，大多数小的立方星公司都是由毕业不久的大学生创办的。在我国，立方星也成为培养新一代航天人才的又一新平台。</p><br />