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探索空间科学探索新范式,他们“众筹”了一颗卫星

葛俊俊 实习生 董思楠
2024年09月16日12:45 | 来源:人民网-上海频道
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全球首张宽视场X射线聚焦成像天图、我国首幅太阳过渡区图像、国际迄今最亮伽马暴、国产量子磁力仪首次全球磁场勘测……由中国科学院微小卫星创新研究院(以下简称“卫星创新院”)研制的“创新X”系列卫星的首发星——空间新技术试验卫星在轨频频传来喜讯。

“创新X”首发星观测迄今最亮伽马暴。卫星创新院供图

近日,在上海市委宣传部组织的“中国式现代化奋进者”集中采访中,人民网上海频道记者走进位于张江的卫星创新院,近距离了解空间新技术试验卫星研制团队(以下简称“卫星团队”),挖掘他们奋勇向前的拼搏故事。

“创新X”首发星搭载了中国科学院20余家单位研制的十余套载荷,自发射以来,已完成了44项空间新技术验证。部分技术产品已实现推广应用,现已转入常态化观测模式,仍在持续产出大量科学数据。

据悉,这种“众筹”卫星的模式为全国首创。2021年,随着运载火箭“力箭一号”首飞工程的立项,让科研领域上天观测、验证的新技术新想法得以推进并成功落地。

“创新X”首发星。卫星创新院供图

“创新X”意味着创新无极限,从项目遴选、构型设计到人员配置,创新体现在每一个环节。当然,创新也意味着更多的风险和不确定性。

经过遴选,最终确定搭载的新型载荷涉及天文、遥感、在轨制造等不同领域,参与团队来自中国科学院、北京大学、同济大学等20多个不同单位。

“此次遴选的新载荷、新技术产品,大部分都是在航天领域就差‘临门一脚’的基础研究和新技术。”卫星创新院副院长张永合介绍,各参与方自主投入的全新的“众筹”模式,相当于将数量繁多、类型迥异的新型载荷“凑”在一颗卫星上发上天,这给卫星研制团队带来了不小的挑战。

时间紧、任务重、经费紧张、人员有限,项目如何推进?

“我们调动一切可以调动的资源,参与技术开发。”由卫星创新院研究员张晓峰担任总师的卫星团队组建。这是一支年轻的团队,骨干力量多是85后、90后,人数最多的时候也不到20人,其中有一半成员是第一次独立承担项目。

卫星团队。卫星创新院供图

为确保项目有条不紊,团队采用了“双责任制”和“以老带新”模式,每个分系统由一位有经验的师傅负责技术和质量把关,再由年轻的徒弟主导方案设计和项目推进。

“一方面缩短研制时间和培育周期,一方面将科学院创新的文化基因传承下去。”张永合表示,老一辈科研人员将智慧和经验,通过言传身教的方式,传递给了年轻一代。年轻一代,则以创新思维和活力,为团队注入了新的生命力。“年轻人也在新项目中挑起大梁,为科学院培养更多的航天人才。”

这群航天人不怕累、不怕苦,不断试错、测试,齐心协力攻坚克难。面对新团队的磨合、新模式的适应以及短周期的需求等难题,铸星突击队提前制定了试验载荷接口规范、格式约定和验证要求,识别出风险项目,进行重点把控,快速迭代,协助完成了载荷设计工作。

卫星团队。卫星创新院供图

面对挑战,他们从不退缩:如载荷“多元化”需求为温度控制带来了巨大挑战,热控主任设计师刘鎏提到,团队在载荷热控设计上进行了多种探索,例如对含有伸杆的载荷开展动态平衡设计,使其适应-270℃-10℃的环境温度变化;在大功率载荷上设计展开式散热装置,使其更好地维持温度稳定。为了节约时间,结构副主任设计师李天童表示,在引入新插件时,省略了从三维图到二维图的制图过程,直接使用三维装备图,从而节约了近1个月时间。

由于卫星搭载了多套会对卫星姿态和轨道产生影响的推进载荷,任意一套推进系统出问题,都会对卫星的姿态和轨道产生影响。因此,在推进载荷工作之前,需要识别其工作异常对卫星产生的影响,提前准备故障预案。姿控主任设计师李津淞表示:“好的想法是创新的源泉,我们利用低等级的光纤陀螺和优化控制算法,最终实现了指向稳定度的提升。”

就这样,在团队的一直努力和不断尝试下,“创新X”被设计成了一个面向载荷动态集成的通用化的平台,不仅接口丰富,还具备高精度对日观测、对地观测、惯性定向等多种观测模式。此外,经过技术管理创新,实现了1年的短周期快速研制,各科研团队的成本也实现大幅下降。

2022年7月27日,“创新X”首发星成功发射;8月,获得首批科学成果;2023年1月,第二批科学与技术成果发布;7月,“创新X”科学航班计划启动。

“创新X”科学航班计划发布。卫星创新院供图

“创新X”首发星的科技成果丰硕,为后续“航班式”搭载模式创造了良好开端。张永合表示,该计划将继续探索空间科学探索与技术验证新范式。

据悉,科学航班面向全球征集有在轨验证需求的新载荷、新产品,利用“力箭”的发射机会,为全球科学家、科研机构、大学、空间公司提供全链条搭载服务。

卫星团队。卫星创新院供图

立于时代潮流,祖国的需要就是“国家队”的方向,极端宇宙、时空涟漪、日地全景......还有更多的核心技术期待中国突破。卫星团队表示,将以一往无前的奋斗姿态攀登更高的科学高峰,让中国卫星成为天地间一颗颗璀璨夺目的科学之星、希望之星。

(责编:葛俊俊、轩召强)

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