那些被小卫星改变的少年

航天 · 2017-1-23 11:17:19

周五上午不到11时，北京市八一学校高二（1）班的蒋以恒来到学校刚刚改建完的一间教室里，这里已经聚集了十几名学生，他们正围在电脑前紧盯着屏幕。　　“这里是我们的地面站。”蒋以恒说。学生们盯着的图像叫“瀑布图”，每天上午和晚上的11点左右都是他们能接收“八一·少年行”卫星信号的时间段。蒋以恒他们就是来等待接收当天的卫星信号的。　　这一天，他们准备完成校歌的下载并进行播放。　　载荷、对地传输、卫星、发射……对于很多人来说，这些词语代表的是尖端科技、代表的是航天和太空，似乎与普通人的生活离得很远，与十几岁的少年更是不沾边。　　但是，就在去年，八一学校的30余名中学生，在航天专家的指导下，全程参与研制了一颗低轨道科普卫星，主导完成了卫星4项载荷的设计，并且在去年12月28日成功地将这颗名为“八一·少年行”的卫星发射到了太空。　　这颗属于孩子们的卫星，将完成对地拍摄、无线电通信、对地传输音频和文件以及快速离轨试验，比如可以跟踪拍摄雾霾、台风等天气现象，支持全球无线电爱好者开展通联活动等。此外，《东方红》、北京市八一学校校歌等音频文件也随这颗卫星一同升空，地面将接收解码后播放。　　卫星上天了，孩子们的生活又回到学习、考试、补习这条轨道上来。　　但是整整一个学期为卫星忙碌的日子，让每一个参与其中的孩子都或多或少地发生了改变。　　航天其实也不难！中学生也可hold住　　“我最大的梦想就是当一名科学家。”高一（8）班的任健达说，他最喜欢研究机器人，喜欢漫威电影中的发明家“钢铁侠”。　　几乎每一个孩子从小都有一个当科学家的梦想，几乎每个孩子也都有过飞上天去的梦想。　　不过，在孩子们的概念中，科学和科学家都是很遥远的事，“我觉得科学是很神秘的东西，在我的印象中科学家的样子就是：一个穿着白大褂的老人手里摇晃着一个做实验用的瓶子。”蒋以恒说。航天更是高不可攀。　　不过，这一次，孩子们突然觉得科学、航天原来离他们不远。　　去年四五月，学校发出了科普卫星研制团队成员的招募，同学们报名异常踊跃。很快一个小小的团队组成了。　　紧接着孩子们在暑假中迎来了第一期的培训。　　“来给我们讲课的都是航天三院、五院的专家和元老。”八一学校国际部高二的徐依菲同学说，跟航天相关的各个系统专家都来给他们讲课，据了解，给孩子们上课的是来自中国航天科技集团公司、中国科学院、南京理工大学等单位的专家。　　“我第一次知道还有那么多种卫星。”徐依菲说，虽然平时很少接触到这些内容，但是孩子们觉得这些知识其实并不是完全没有见过，似乎是把知识进行了新的组合，“有点儿像科普”。　　通过一个星期的集中授课之后，孩子们开始自己动手制作。两个星期后孩子们做出了一颗模拟星。　　“最初的时候，孩子们真的觉得航天不难。”八一学校科技信息中心主任李锐说。　　也许这正是此项目设计的初衷：让更多孩子因为纯粹的喜欢而去接触科学。　　“小时候就觉得卫星导弹能飞上天很厉害，航天人都是英雄般的存在。正好学校有这个项目就参加了。”任健达说。　　不少孩子说，自己就是因为好奇、好玩，才“撞”上了这个项目。　　“这些孩子不是我们选拔出来的，而是自愿报名来的。有些孩子来了以后觉得不像自己想象的那么有趣，就退出了，也有的孩子因为好奇而加入。”李锐说。　　有专家就曾指出，很多科学研究最初都源自这种好奇和好玩。只有当孩子们觉得科学不是高高在上的时候，才会敢于去尝试，才会有越来越多的孩子爱上科学。　　航天真的好难！“不能出丝毫差错”　　不过，当孩子们深入参与研究的时候，他们才真正知道航天真的不仅是好玩而已。　　11月，孩子们迎来了二期培训。　　培训是在南京理工大学进行的。　　一期的时候，学生们每个人会独立负责一个系统，到了二期培训的时候，所有的学生被分成了6个组，每个组负责一个系统，比如：结构热控设计组、计算机设计与编程组、轨道姿态组，等等。　　这回的培训就更加专业了，知识也深奥了很多。　　“刚开始时，南京理工大学老师讲的东西我们都听不懂，大家都很崩溃。”很多孩子跟徐依菲有类似的感受。　　虽有专业老师的指导，但关于卫星研制的知识和操作深奥复杂，不少知识是大学阶段才会讲授的内容，而这些没有专业基础的中学生完全是从零开始学起。　　“我们组的学习内容非常理论化、抽象化，非常不好理解。很多同学都是第一次接触计算机编程，第一次接触STK这种专业软件。”高二（1）班的李潞芸说。　　李潞芸参加的是轨道姿态组。　　对于这些孩子，知识难度的增强应该是他们能想象到的困难，而摆在他们面前的真正困难其实是：任务繁杂但是不能出现任何一个小的纰漏。　　动手能力一向很强的任健达加入的是结构与热控组，要参与卫星的装配。卫星的装配每个环节的要求都很严格，一环紧扣一环，操作过程中是绝不允许“手抖”的。　　这些从小玩乐高、机器人长大的孩子，突然感到了组装卫星这项工作的不轻松，“仅螺丝钉就有很多类型，每个螺丝钉都必须安装准确，平衡度测试也不能出任何差错。”任健达说。　　“有个瞬间我脑海中闪过了后悔来南京的念头。”跟李潞芸同组的高二（2）班刘黎明说，“面前总是一堆密密麻麻的数据，而且任何一个数据都是不能出错的。”　　“孩子们参加了一轮轮评审会，给了他们很大的启发。”李锐老师说。　　“研讨会磋商至深夜，只是为了一项发生几率非常小的故障的后备措施。”学生朱迅说。在一轮轮的评审中，专家们不停地讨论各种方案可能出现的情况，每一种情况将会带来怎样的结果。孩子们渐渐理解了航天的工作方式，明白了发射中哪怕出现一点点的偏差也会造成无法估量的后果。　　经过一小段时间的调整，孩子们慢慢地在老师的带领下进入状态。　　任健达和其他小伙伴们几乎每天都要忙到晚上11点左右。　　“在汇报的前一晚，我们组一起准备到深夜，只想让汇报更加严密完整些。”李潞芸说。　　为确保模型的准确无误，孩子们一次次进行模拟，反反复复测试。“有时他们晚上根本没时间吃饭，老师买来了南京特色鸭血粉丝汤，孩子就一只手夹出两口吃，另一只手仍在算轨道。”李锐说。　　终于，孩子们坚持走到了卫星发射这一天。　　“听到点火的指令时，我期待着，祈祷着……远处的发射场，突然传来震耳欲聋的轰隆声，当时甚至感觉到脚下的大地都在微微振动，那振动直达我的心底。”李潞芸这样记录发射时的场景。　　这大概就是科研工作最诱人的地方：当你解决了难题就会成就感倍增，而且难度越大成就感就会越大。更何况，孩子们正在参与的是把卫星放上天这么激动人心的事情。　　遭遇失败如何归零未来的路清晰了！　　发射的日子，对于孩子们来说注定会成为一个纪念日。　　不过，当所有震撼都归于平静之后，徐依菲说令她印象最深的是，那天自己手里紧紧攥着的一叠A4纸。　　“上面写着各种预案。”徐依菲说，“整个等待发射的过程我脑子里都在想：如果发生了什么情况，我要马上判断出是哪里出了问题、出现的是什么问题，还要马上给出处理办法。”　　出现问题立刻给出备案，这么多天的航天经历教会了孩子们如果失败如何归零。每一步都是关键一步，但是一旦出现问题再关键也得归零，使用替代方案。　　这些孩子刚参与的时候，多少都有些纠结：既觉得项目有意思吸引人，又担心项目会牵扯太多精力影响学习。　　“我期中考试成绩就不太好，之前都是班里20名左右。期中成绩下滑了很多。”蒋以恒说。　　以前遇到这样的情况，他们可能会患得患失，参加项目的时候想着学习，学习的时候又想着项目。最终让自己背上了巨大的包袱。　　现在，他们有了“归零”“预案”的思维方式，虽然每天的学习生活仍然很辛苦，“但是目标变得更清晰了，做一切事情都有了动力。”徐依菲说。　　在去南京的路上，她把所有的时间都用来看书并完成学校的作业；蒋以恒在期中考试结束后也决定继续参与小卫星的项目，每天把卫星研制之外的时间全部利用起来，狂补落下的课程。　　现在这些孩子会时不时地到学校的“地面站”等着小卫星的信号，他们中的不少人也暗暗立下志向将来学习跟航天相关的专业。　　其实，孩子们的将来还有太多未知数，不过，曾经仰望星空的孩子也许会把理想放飞得更远。

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