有人玩原子的吗（本科生也能玩卫星）

转自：微信公众号“中国青年杂志”

2月27日11点06分，海南文昌航天发射场。

经过缜密筹备，长征八号遥二火箭在此点火起飞、顺利升空，随后将托举的22颗卫星分别顺利送入预定轨道，创造了我国一箭多星发射的最高纪录。

长征八号遥二运载火箭。新华社 屠海超 摄

在距文昌发射场千里之外的武汉大学（以下简称“武大”），看着卫星进入预定轨道的直播画面，宇航科学与技术研究院和遥感信息工程学院的老师与学生们，都激动不已——在这22颗卫星当中，有一颗名为“启明星”的卫星，正是由该院的老师和学生团队耗时三年研制而成。

一帮老师和学生，为何执着于发射卫星？卫星研制与发射，高昂资金从哪里来？一群以学生为主体的团队，是如何完成这项看似不可能的任务的？

“放手让学生去做！”

“启明星”项目的负责人金光教授，2019年作为高端人才被引进武大。金光教授曾长期在中科院长春光学所工作，是我国航天光学遥感卫星研发的领军人物，著名的“吉林一号”等正是他的太空杰作。

据他介绍，研发“启明星”的点子其实源于一次学生的论文答辩。在答辩中，一些学生表达了很多新的科研想法，却一直苦于没有合适的数据去研究和验证，能用的大多源于国外发布的数据，并不符合研究需求。

这让台下的巫兆聪和金光教授甚为感慨——如果有了自己的卫星，只需发送一个指令就能马上拍摄，隔天就能传回所需数据。两位教授一合计，既然团队已具备研制实力，何不自己筹集经费，设计、制造并发射自己的卫星呢？

“启明星”团队正在进行研发讨论

就这样，“启明星”项目的构想孕育而出。

为了项目的实施，金光教授从学校给予的1000万元科研启动经费中拿出500万元作为卫星研发费用。“武汉是中国航天的一个重要基地，一直还没有自己的卫星载荷，我总觉得缺了点什么，想用这笔钱贡献自己的一点微薄之力。”除此之外，金光教授又从科研经费中拿出300万元作为发射费用。

一颗卫星用掉800万元，在金光教授看来，无论研制还是发射，都很划得来。但资金到位后，卫星研制团队又从哪里来？

“放手让学生去做！”金光教授的提议令人惊愕，但他却有着自己的考虑——学生们精力充沛、求知欲强，等卫星研制成功了，学生们也就培养成才了！

鲜为人知的是，金光教授当初在中科院长春光学所主持“吉林一号”的研制时，也以学生团队为主体。“在世界权威学科排行榜上，武大遥感科学技术连续多年被评为全球第一，让学生们去做，肯定也没问题！”

就这样，武大遥感学科的老师们有了一个共识——“启明星”的研制同样要让学生来担纲，把卫星作为一种新型教学平台，把实验室放在天上，这样学生就可以通过与卫星的实时互动，在太空中设计、完成实验，师生们无论有什么奇思妙想，都可以通过它获取数据去验证。

“全国高校‘玩’机器人的很多，但能‘玩’卫星的很少，武大提出这个概念可以说是全国高校首创。”金光教授表示。

2019年4月，“启明星”项目的“招贤”海报在武大校内张贴了出来——无论本科生，还是硕士生、博士生，凡愿意从事航天事业、有热情研制卫星者均可报名，不同学科多多益善。

教师团队对初步名单进行认真考核，最后综合考虑不同学科专业背景而确定下正式名单。卫星研制一般分为机械、热控、姿态控制、星务、通信、电源动力等几大系统，筛选出来的“启明星”学生团队同样按照这些系统分成若干研发小组，从研制、管控、管理到后期应用四个环节，真正做到了闭环。

从提出想法到研制完成的三年多时间里，有学生毕业离开，也有学生接力加入，先后参与到“启明星”研制的学生有50多人，其中本科生就有20名左右。学生团队真正构成了“启明星”研发的主力军！

金光教授表示，以学生为主体研发卫星，既能提升学生的学识、技术，培养学生的使命感、自豪感，更能让卫星自此走下神坛。据金光教授的构想，未来，“启明星”除了服务武大师生的科研，还将为全球所有高校和科研院所提供免费共享数据。

“真正的功臣是背后的老师”

“我们这个团队虽然是以学生为主体，但真正的功臣是背后的老师，技术支持力量都是由老师主导的。”武大遥感信息工程学院硕士研究生周昊告诉《中国青年》记者，言语间流露出学者的踏实和谦逊，“从思考卫星上去要干什么工作开始，到需要使用哪些零部件，都是金光老师带着我们在做。”

2019年9月，周昊加入毛庆洲导师团队，选择了摄影测量与遥感专业。“‘启明星’项目刚设立的时候我读大四，那会儿就已经跟着毛老师干活了，可以说是最早一批进来的。”周昊至今还记得第一次开会的场景——一共有十几个人，基本一半都是本科生。

在“启明星”研发小组中，周昊主要负责卫星传感器集成和测试，这份工作偏重于后期的把关，留给他们的纠错时间也最少。

太阳帆板展不开！周昊在文昌卫星发射基地协助老师做最后的总装测试时，出现了意外。

工作中的金光教授

“当时在实验室测试星箭分离时，是没有问题的。”王绍举老师说道，“查查从2月份到文昌这段时间内有没有做过哪些调整？”

在王绍举老师带领下，大家分工协作，终于发现了问题所在：软件方面，星控系统中的代码因为后期的修改，造成星箭分离的部分代码在逻辑上产生冲突；硬件方面，由于装配手法的问题，造成太阳帆板用于弹出的弹簧被螺栓卡住。

找到问题所在，就成功了一大半。大家立即在文昌卫星发射基地紧锣密鼓地展开修复工作，从优化代码到联系供应商，不到两天时间，问题就被全部解决。

“如果这次上不了火箭，下次就不知道要等到什么时候了。因为据我所知，后几期火箭的搭载卫星都已经排满了。”周昊感叹道，“有惊无险，还是要感谢团队的各位老师！”

“这次经历

教会我多从不同角度来思考问题”

“我挺幸运的，在校期间就能够把自己的科研成果从纸上变为实物，更何况还上了天。”武大遥感信息工程学院遥感科学与技术专业的博二学生郭羽萱不由得再重复了一遍，“真的是很幸运！”

郭羽萱在硕士期间就一直从事卫星图像处理工作，读博时，她主动联系金光教授，成为他的学生，并光荣地加入了“启明星”研发小组。

团队成员正在进行研发

“要把研究成果实体化。”这是金光教授经常对团队学生说的一句话，但在软件向硬件的过渡转换过程中，郭羽萱坦言并不顺利。

“图像的像素数没变，图像分辨率理论上是不会变的。”关于对相机传感器CCD采集图像进行色彩还原时分辨率是否下降的问题，基于硕士期间对图像处理的研究基础，郭羽萱和导师产生了激烈的讨论。

“你可以试着从光学的角度，结合调制传递函数，量化下色彩还原过程中损失的能量，或许这是个新的思路。”金光教授提出了另一种可能。这次讨论点醒了郭羽萱，但是接触复杂的光学领域知识，对她来说又是一个新的开始。

“学！”一向不服输的郭羽萱这次同样没有退缩，她开始收集整理资料，学习光学传感器相关知识。在将光学领域与图像领域结合以后，郭羽萱发现，学科交叉的确会带来一种更广阔的思维和角度，她也越来越明白了导师的高度。

“这次经历，教会我不局限于自己的专业，只有多从不同角度来思考问题，才能站在更高的视野上提出更深刻的见解。”郭羽萱深有感触地说，“这是我在与导师探讨过程中受到的深刻启发，也是我在‘启明星’研制小组学到的宝贵知识。”

“我切身体会到什么叫‘中国航天精神’”

作为武大唯一一个在基地现场参与发射任务的学生，武大遥感信息工程学院硕士二年级学生宋宇飞笑着说：“这完全是一次机缘巧合。”

2021年初，宋宇飞正式成为“启明星”研制团队的一员。

2月13日，“启明星”研制团队在文昌卫星发射基地完成了卫星测试和星箭对接的全部工作后，由于距离卫星发射还有14天的空档期，团队在综合考虑下决定留下宋宇飞一人作为代表驻扎基地，负责与发射场方沟通联系。

“在发射场这么多天，我切身体会到什么叫‘中国航天精神’。”在与基地工作人员打交道中，宋宇飞对他们在每个细节上字斟句酌、反复讨论的态度印象极其深刻，“‘特别能攻关’的‘特别’，应该就体现在这儿。”

“启明星”卫星研发过程

临近发射前夕，武汉出现疫情，原定校方与团队一同前往现场参加发射任务的计划被迫取消，而一直留在发射基地的宋宇飞就成为唯一的代表。

“每次星箭分离成功，大家都会热烈地鼓掌，然后又等待下一颗卫星分离。”2月27日，宋宇飞坐在文昌卫星发射基地508指挥控制大厅的电脑后面，看着“启明星”在第六位成功分离。直至14点11分地面站收到“启明星”卫星测控信号，“心里的这块石头才终于落地了。”

谈起与实验室研究的不同，宋宇飞坦言，需要考虑的情况明显变多了：“以前在实验室做测试，大多是在理想条件下进行的，现在要更多考虑工程实际应用上的问题。比如在震动条件下，设备的可靠性和稳定性怎么保证？”

而在发射场，他找到答案：“要是能像航天工作人员那样，始终保持对工作的严谨态度，我觉得没有什么事情是做不成的。”

“满满的都是成就感和获得感”

“一箭二十二星成功发射！”

2月27日的这条热搜，充斥在各大媒体。第一次以这种方式上了热搜，武大“启明星”卫星团队成员既激动又兴奋。

“这个项目一路走来，直到发射成功，团队这几年的努力总算有了成果。现在，满满的都是成就感和获得感！”研发组的林炜华是武大遥感信息工程学院的一名本科生，因为疫情原因，原本去海南文昌看火箭发射的计划落空了。虽不是第一次看火箭发射直播，但见朋友圈、网络上都是发射成功的画面，她仍难掩喜悦。

林炜华曾参与到卫星高光谱工作波段的初步选择设计，这部分工作相对烦琐和枯燥。项目中有庞大的数据需要认真整理，科研前辈很多不一样的研究方法需要汇总，并通过团队讨论得到最优结果，这些都需要林炜华有更多的细心和耐心。

但这一切努力，都是值得的。参与到卫星研制项目中，不仅为她提供了将课堂所学理论知识转化为实践的机会，而且，“启明星”发射成功后，武大的学生们在未来进行科学研究时，也就拥有了属于自己的平台去收集各种想要的数据。

武大遥感信息工程学院的饶可奕也是团队成员之一，主要负责开展“启明星”后期的卫星影像应用研究。这次卫星的成功发射，也是对他多年学习成果的一次实践检验。

在饶可奕看来，“启明星”研发过程中的一个突出特点，就是学生的参与程度很高。而且，卫星设计过程需要各个团队之间的密切配合。切实参与到这种大项目以后，饶可奕接触到了不同专业的同学、不同研究方向的团队，知识储备、专业眼界都得以大大拓展，这对于提升思考问题的逻辑、科研能力有很大帮助。

“学科的交叉、知识的沉淀，让整个团队对卫星的研发有了更深层次的学习理解，也让每个人触及更多领域，学习到本专业以外的知识。”武大遥感信息工程学院博士生张雪峰负责数字卫星系统的搭建和调试模块。为研发数字卫星系统，学软件出身的张雪峰却要和诸多硬件打交道：每一个零部件，他都要了解、测试、实操。

“最开始接触时，经常遇到困难。老师们每隔十几分钟就会过来帮我们一次，经过几天的调试，我们最终把数字系统搭建起来了。之前从来没有在这么短的时间内就完成这样重大的任务，我感觉自己一下成长了不少！”

复杂的卫星设计、制造远比算法和软件开发复杂得多，这也让学生们有了全链条系统思维的锻炼。于张雪峰而言，在“启明星”项目中，一个个单一学科背景的学子通过参与卫星的研制、发射、监测等，全面熟悉和掌握了卫星相关技术及应用，进而成长为遥感领域的复合型人才。这，无疑是对所有参与项目的青年学子们莫大的鼓励。

来源： 共青团中央

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