“啟明星一號”背后的學生軍

        中國青年報 2022-03-18 09:48:47

        2月27日11時06分,中國文昌航天發射場,隨著長征八號遙二火箭圓滿出征,滿載著武大學子航天夢的“啟明星一號”微納衛星順利起航。這是我國首顆可見光高光譜和夜光多光譜多模式在軌可編程衛星,也是一顆以在校學生為研發主體的微納衛星。

        時間的指針撥回到兩年前。2019年9月,在武漢大學遙感專業的一次論文答辯會上,有學生提到“有很多新想法,但得不到想要的數據去驗證”。對此,武大遙感信息工程學院金光教授與巫兆聰教授商量,即使是全球排名第一的武大遙感學科以往研究也很依賴國外數據,為何不研制自己的衛星,按自己的需求獲取遙感數據?

        自此,“啟明星”研究應運而生。該星研制歷時兩年,先后有50余名學生參與設計、研發及測試,包括本科生、研究生、博士生,本科生就有20多名,把書本上的理論應用到實踐當中,對他們而言,也是一個不斷學習的過程。

        林煒華是武漢大學遙感科學與技術專業2018級本科生,最近很多朋友都調侃她“深藏不露”。

        在巫兆聰老師的團隊里,她負責選定衛星預期應用所需的高光譜工作譜段,最忙時,一天收集200多個波段范圍,再逐一比對檢查。林煒華參與的是個大項目,卻在新聞報道前從未聲張,在研發團隊中,她從沒覺得自己貢獻“突出”。

        “那段日子過得太充實,眼界開闊到前所未有的遠。”林煒華調侃自己搞科研搞“上頭”了,課堂學習之外,她總是背著電腦輕盈地奔向實驗室。

        熱忱源于引領。對林煒華來說,巫兆聰老師就是那顆引領她找到未來科研之路的“啟明星”。

        入學的通識課上,巫兆聰老師用通俗易懂的比喻解釋了攝影測量和定量遙感的區別:“如果拿遙感技術去拍一個人,攝影測量能得到這個人的身高體型,而定量遙感能搞到他皮膚毛孔的含水量!”林煒華聽了神往不已,便一頭扎進巫兆聰老師的實驗室學習。

        大三時,她一邊跟進衛星項目,一邊上巫兆聰老師的“定量遙感”課。有一次林煒華起得比較早,7時20分就在教學樓下碰見了老師。兩人一起爬樓梯,年過五十的巫兆聰聲音洪亮:“來得挺早哇,任務完成得咋樣?”她答著答著,老師回應聲逐漸變小,她抬頭一看,巫老師早就到了上一層樓。

        實現智慧農業和智慧城市,巫兆聰他們這類研究大有可為,比如,適當的遙感設備可以對農田近距離實時觀測,還可以宏觀調控城市物流和交通狀況,乃至2060年實現碳中和,都需要遙感技術監測空氣里的二氧化碳含量。

        周昊這幾天被各家媒體爭相采訪,作為項目里毛慶洲老師團隊的研三學生,負責“啟明星”上傳感器的集成與測試,他第一反應是有些慚愧,自己的工作似乎平常且枯燥,談不上有趣有料。

        傳感器,簡而言之就是一些可對不同光譜掃描的輻射儀成像儀、CCD相機等,衛星能傳送回來數據,全要靠它們。

        “啟明星”身懷“十八般”遙感手段,白天能接受32個、夜晚能接受8個波段高光譜,還能進行紅外遙感。而僅重19.2公斤的微納衛星要放入如此多的傳感器,結構設計和集成至關重要。

        周昊形容自己集成傳感器就像搭積木一樣,但也不是簡簡單單就能拼就:“搭積木也要看銜接處是方孔還是圓孔,這邊搭好,還要看另一邊對不對得上。”測試中會出現各種突發狀況,比如他明明花大量時間按照配套手冊操作,卻收不到數據,或者數據呈現亂碼。

        “這就是理論和實操的差異吧。”面對這些bug,他常常踏著夜色去擼串兒,再鉆進被窩蒙頭大睡,第二天從頭再戰。

        2月的一天,他跟著中科院長春光機所的老師去文昌航天發射場做最后調試,衛星的太陽帆板突然無法正常展開,如若“啟明星”就這樣上了天,將會因為沒有太陽能供能而成為太空垃圾。老師們面不改色,周昊開始想解決方法,在場學生俱是一片淡定沉著。最后問題連夜解決,衛星如期升空,新聞迅速引爆熱搜。

        周昊也關注著成千上萬條把他們“夸上天”的網友評論,他能理解,隔行如隔山,憑借“航天”“衛星”這些家喻戶曉的時事熱點,遙感這個略顯神秘的學科,也順帶進入普羅大眾的視野。他還記得宇航學院院長龔健雅院士說過,遙感若是棵參天大樹,那儀器只是小小的枝丫,武大遙感專業全球第一,但遙感儀器仍是弱勢。

        “我們有最專業的應用團隊做支撐,發射‘啟明星’是要實實在在造福社會的。”周昊認為,“啟明星”作為遙感儀器的成果,雖然只是“小枝丫”,但它如此“耀眼”,能使得更多青年對遙感產生興趣,假以時日匯聚人才。

        “遙感儀器的光明未來指日可待。”他憧憬著。

        回想起2020年10月,金光手下2019級博士生張雪峰和2020級博士生郭羽萱記憶猶新,他們從導師手上接下一項棘手任務——搭建衛星數字系統。這套系統就是“啟明星”的“神經中樞”,可實時知曉衛星工作狀態,還能向衛星發出指令,操控衛星完成各種任務。

        “這是‘星敏’,就是恒星敏感器,能讓我們知道衛星此時的姿態,簡單說就是通過天文坐標系來確定衛星的絕對方位……”張雪峰展示著大屏幕上的一項項衛星數據。之前,為了盡快搭好這些設備,他和同伴們沒少著急上火。

        郭羽萱發現連接設備的直流電源不運行,張雪峰看到傳輸模擬數據的設備沒指示燈提示,金光就喊了光機所的老師遠程視頻答疑解惑,學生們泡在衛星仿真測試室學習原理,動手實操,逐個排錯,金光隨時跟進進度,3天內就順利搞定。

        他們還被派去光機所研學10天,“足有四層樓高的空房間用來做衛星裝配測試,嚯,一個大鏡頭十幾米長!”郭羽萱感到眼界被極大開擴,她的專業方向是遙感圖像處理中的色彩恢復,屬于搞“軟件”,她在光機所遇到搞“硬件”的年輕女老師,是做傳感器CCD相機的專家,知識一“碰撞”郭羽萱就知道自己來得太值。

        “武大發射‘啟明星’也在表明,衛星距離普通學生并不遙遠。時代在發展,衛星的自主研發以后會更加普及。”郭羽萱清楚,衛星上天,國家政策、資金保障、學校平臺、老師輔助,缺一不可,他們站在了巨人的肩膀上。

        “國家推動技術發展,反過來我們的研究成果也將反哺于人民,回饋給時代。小我在時代的精神中被滋養得勇銳豐潤,我想在國家遙感事業中成為一個不可替代的人。”這是她的志向。

        通訊員 宋博 陳妮帆 中青報·中青網記者 雷宇 來源:中國青年報

        免責聲明:市場有風險,選擇需謹慎!此文僅供參考,不作買賣依據。

        最新推薦