“啟明星一號”背后的學(xué)生軍

“啟明星一號”的發(fā)射現(xiàn)場。武漢大學(xué)宇航科學(xué)與技術(shù)研究院供圖

2月27日11時(shí)06分，中國文昌航天發(fā)射場，隨著長征八號遙二火箭圓滿出征，滿載著武大學(xué)子航天夢的“啟明星一號”微納衛(wèi)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(wèi)星，也是一顆以在校學(xué)生為研發(fā)主體的微納衛(wèi)星。

時(shí)間的指針撥回到兩年前。2019年9月，在武漢大學(xué)遙感專業(yè)的一次論文答辯會(huì)上，有學(xué)生提到“有很多新想法，但得不到想要的數(shù)據(jù)去驗(yàn)證”。對此，武大遙感信息工程學(xué)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(xué)科以往研究也很依賴國外數(shù)據(jù)，為何不研制自己的衛(wèi)星，按自己的需求獲取遙感數(shù)據(jù)？

自此，“啟明星”研究應(yīng)運(yùn)而生。該星研制歷時(shí)兩年，先后有50余名學(xué)生參與設(shè)計(jì)、研發(fā)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(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，對他們而言，也是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)的過程。

林煒華是武漢大學(xué)遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2018級本科生，最近很多朋友都調(diào)侃她“深藏不露”。

在巫兆聰老師的團(tuán)隊(duì)里，她負(fù)責(zé)選定衛(wèi)星預(yù)期應(yīng)用所需的高光譜工作譜段，最忙時(shí)，一天收集200多個(gè)波段范圍，再逐一比對檢查。林煒華參與的是個(gè)大項(xiàng)目，卻在新聞報(bào)道前從未聲張，在研發(fā)團(tuán)隊(duì)中，她從沒覺得自己貢獻(xiàn)“突出”。

“那段日子過得太充實(shí)，眼界開闊到前所未有的遠(yuǎn)?！绷譄樔A調(diào)侃自己搞科研搞“上頭”了，課堂學(xué)習(xí)之外，她總是背著電腦輕盈地奔向?qū)嶒?yàn)室。

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

入學(xué)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(qū)別：“如果拿遙感技術(shù)去拍一個(gè)人，攝影測量能得到這個(gè)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(jìn)巫兆聰老師的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)。

大三時(shí)，她一邊跟進(jìn)衛(wèi)星項(xiàng)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(shí)20分就在教學(xué)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(wù)完成得咋樣？”她答著答著，老師回應(yīng)聲逐漸變小，她抬頭一看，巫老師早就到了上一層樓。

實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)和智慧城市，巫兆聰他們這類研究大有可為，比如，適當(dāng)?shù)倪b感設(shè)備可以對農(nóng)田近距離實(shí)時(shí)觀測，還可以宏觀調(diào)控城市物流和交通狀況，乃至2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，都需要遙感技術(shù)監(jiān)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(xiàng)目里毛慶洲老師團(tuán)隊(duì)的研三學(xué)生，負(fù)責(zé)“啟明星”上傳感器的集成與測試，他第一反應(yīng)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(jī)等，衛(wèi)星能傳送回來數(shù)據(jù)，全要靠它們。

“啟明星”身懷“十八般”遙感手段，白天能接受32個(gè)、夜晚能接受8個(gè)波段高光譜，還能進(jìn)行紅外遙感。而僅重19.2公斤的微納衛(wèi)星要放入如此多的傳感器，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和集成至關(guān)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?！睖y試中會(huì)出現(xiàn)各種突發(fā)狀況，比如他明明花大量時(shí)間按照配套手冊操作，卻收不到數(shù)據(jù)，或者數(shù)據(jù)呈現(xiàn)亂碼。

“這就是理論和實(shí)操的差異吧?！泵鎸@些bug，他常常踏著夜色去擼串兒，再鉆進(jìn)被窩蒙頭大睡，第二天從頭再戰(zhàn)。

2月的一天，他跟著中科院長春光機(jī)所的老師去文昌航天發(fā)射場做最后調(diào)試，衛(wèi)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(huì)因?yàn)闆]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(xué)生俱是一片淡定沉著。最后問題連夜解決，衛(wèi)星如期升空，新聞迅速引爆熱搜。

周昊也關(guān)注著成千上萬條把他們“夸上天”的網(wǎng)友評論，他能理解，隔行如隔山，憑借“航天”“衛(wèi)星”這些家喻戶曉的時(shí)事熱點(diǎn)，遙感這個(gè)略顯神秘的學(xué)科，也順帶進(jìn)入普羅大眾的視野。他還記得宇航學(xué)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(yè)全球第一，但遙感儀器仍是弱勢。

“我們有最專業(yè)的應(yīng)用團(tuán)隊(duì)做支撐，發(fā)射‘啟明星’是要實(shí)實(shí)在在造福社會(huì)的。”周昊認(rèn)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(chǎn)生興趣，假以時(shí)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(dǎo)師手上接下一項(xiàng)棘手任務(wù)——搭建衛(wèi)星數(shù)字系統(tǒng)。這套系統(tǒng)就是“啟明星”的“神經(jīng)中樞”，可實(shí)時(shí)知曉衛(wèi)星工作狀態(tài)，還能向衛(wèi)星發(fā)出指令，操控衛(wèi)星完成各種任務(wù)。

“這是‘星敏’，就是恒星敏感器，能讓我們知道衛(wèi)星此時(shí)的姿態(tài)，簡單說就是通過天文坐標(biāo)系來確定衛(wèi)星的絕對方位……”張雪峰展示著大屏幕上的一項(xiàng)項(xiàng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)。之前，為了盡快搭好這些設(shè)備，他和同伴們沒少著急上火。

郭羽萱發(fā)現(xiàn)連接設(shè)備的直流電源不運(yùn)行，張雪峰看到傳輸模擬數(shù)據(jù)的設(shè)備沒指示燈提示，金光就喊了光機(jī)所的老師遠(yuǎn)程視頻答疑解惑，學(xué)生們泡在衛(wèi)星仿真測試室學(xué)習(xí)原理，動(dòng)手實(shí)操，逐個(gè)排錯(cuò)，金光隨時(shí)跟進(jìn)進(jìn)度，3天內(nèi)就順利搞定。

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

“武大發(fā)射‘啟明星’也在表明，衛(wèi)星距離普通學(xué)生并不遙遠(yuǎn)。時(shí)代在發(fā)展，衛(wèi)星的自主研發(fā)以后會(huì)更加普及?！惫疠媲宄?，衛(wèi)星上天，國家政策、資金保障、學(xué)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(dòng)技術(shù)發(fā)展，反過來我們的研究成果也將反哺于人民，回饋給時(shí)代。小我在時(shí)代的精神中被滋養(yǎng)得勇銳豐潤，我想在國家遙感事業(yè)中成為一個(gè)不可替代的人?！边@是她的志向。

通訊員 宋博 陳妮帆 中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 雷宇 來源：中國青年報(bào)

2022年03月18日 05 版

責(zé)編：康玉潔

來源：中國青年報(bào)