2009年12月15日,希望一號(hào)科普小衛(wèi)星伴隨著遙感衛(wèi)星發(fā)射升空。這是我們發(fā)射的第一顆用于科普試驗(yàn)的公益衛(wèi)星。這顆承載著眾多青少年科技?jí)粝氲目破招l(wèi)星“體重”達(dá)60千克,將執(zhí)行3項(xiàng)神圣“使命”:建立業(yè)余無線電空間通訊、進(jìn)行太空攝影以及搭載青少年科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案——“天圓地方”。 這顆衛(wèi)星運(yùn)行在高度1200千米的太陽同步軌道,繞地球運(yùn)行一圈109分鐘。這是一顆遵守時(shí)間的小衛(wèi)星,當(dāng)衛(wèi)星飛越地球上任何一個(gè)地方,當(dāng)?shù)貢r(shí)間都是上午9點(diǎn)半。該衛(wèi)星的研制人員花了兩年的時(shí)間為青少年精心打造,并不斷加以改良。由于衛(wèi)星外觀精美,希望一號(hào)科普衛(wèi)星又被稱為是航天人為小朋友精心制造的“金色巧克力蛋糕”。
這顆美麗的“金色巧克力蛋糕”雖然花費(fèi)了科研人員兩年多的時(shí)間進(jìn)行研制,但對(duì)于一顆搭載星而言,只有確定了軌道和火箭,衛(wèi)星才能真正轉(zhuǎn)入正樣設(shè)計(jì)和研制階段。所以在2009年3月份才正式確定了這兩個(gè)條件,瞄準(zhǔn)10月底出廠的目標(biāo)真正展開研制。時(shí)間僅有8個(gè)月,這是一次很大的考驗(yàn)。
雖然在此之前,衛(wèi)星研制工作也在有條不紊地進(jìn)行,但是圍繞的是另一個(gè)搭載狀態(tài)和約束條件來設(shè)計(jì)的?!芭e例來說,之前為這顆星設(shè)計(jì)的是‘晨昏軌道’,即衛(wèi)星經(jīng)過某一個(gè)地區(qū),正好是早上和晚上,這意味著衛(wèi)星有足夠的機(jī)會(huì)捕獲能量;為了適應(yīng)這次搭載要求,科研人員把衛(wèi)星的軌道做了調(diào)整,衛(wèi)星有四分之一的時(shí)間在陰影區(qū),這就需要對(duì)衛(wèi)星的能源系統(tǒng)做出調(diào)整,以便能夠?yàn)樾l(wèi)星工作供應(yīng)充足的能量。”
更改的不僅是軌道參數(shù),衛(wèi)星所有的技術(shù)參數(shù)都要做出調(diào)整。面對(duì)時(shí)間“吃緊”的局面,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)按照“一步到正樣”的研制思路展開工作,即衛(wèi)星正樣研制和技術(shù)驗(yàn)證工作同步進(jìn)行。
對(duì)衛(wèi)星研制工作來講,沒有一顆試驗(yàn)星會(huì)直接進(jìn)入正樣星研制階段。這個(gè)過程需要成熟的技術(shù)支撐和嫻熟的工藝支持。衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)提出了“精確到0.1毫米”的要求。
希望一號(hào)科普衛(wèi)星是一顆為青少年設(shè)計(jì)的科普衛(wèi)星,上天后將執(zhí)行3項(xiàng)飛行任務(wù),為了讓青少年更好地了解衛(wèi)星的工作狀態(tài),達(dá)到較好的互動(dòng)效果,設(shè)計(jì)師們沒少在細(xì)節(jié)上下工夫。
為了讓青少年看到從星上拍攝到的地球照片,研制人員采用了寬視角的CMOS相機(jī)。該相機(jī)視場(chǎng)達(dá)到140度,像素為100萬,采用該相機(jī)拍下的一幅照片就有可能拍下整個(gè)地球全景,能夠看到黑色星空下的地球,以及地球的邊緣和明暗變化。
衛(wèi)星“打開翅膀”是讓“兩總”們最擔(dān)心的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了讓衛(wèi)星在空中更安全更可靠,設(shè)計(jì)師們?yōu)樾l(wèi)星減少了一個(gè)“展開太陽能帆板”的環(huán)節(jié),此次研制人員為衛(wèi)星裝上了體裝式電池陣,也就是為衛(wèi)星披上“盔甲”——在衛(wèi)星表面貼上藍(lán)色電池片,以便在太空中實(shí)現(xiàn)光能向太陽能的轉(zhuǎn)變。值得一提的是,此次衛(wèi)星的能量轉(zhuǎn)化率達(dá)到了26.8%,這個(gè)數(shù)字在衛(wèi)星的能量轉(zhuǎn)換中屬于“高效”了。
希望一號(hào)科普衛(wèi)星
希望一號(hào)科普衛(wèi)星在廠房中
這次希望一號(hào)科普衛(wèi)星是伴隨著遙感衛(wèi)星八號(hào)共同升空的,按照最初的設(shè)計(jì),這枚長(zhǎng)四丙火箭只需搭乘一位“乘客”——遙感衛(wèi)星八號(hào)?;鸺械募夹g(shù)狀態(tài)都是圍繞這位乘客設(shè)計(jì)的。2009年3月,火箭“兩總”得到新的指示:長(zhǎng)四丙火箭要搭載一顆“輔星”——希望一號(hào)科普衛(wèi)星。當(dāng)時(shí)火箭已經(jīng)做完全部的測(cè)試,加一位“乘客”,這意味著火箭需要在硬件和軟件兩方面做出大量的適應(yīng)性修改,也就是“技術(shù)狀態(tài)更改”。
搞型號(hào)的人都知道,“技術(shù)狀態(tài)更改”是一個(gè)特別嚴(yán)肅和謹(jǐn)慎的事情。針對(duì)新乘客,火箭做了6項(xiàng)較大技術(shù)狀態(tài)的更改。為了避免出問題,研制人員花了幾個(gè)月的時(shí)間做了設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證和一次全面的集成綜合試驗(yàn),確保萬無一失。此次主星重量為1040千克,輔星重量為60千克,“體重”相差較大,輔星將在主星脫離箭體后40秒實(shí)施“星箭分離”。這意味著兩星將在太空中實(shí)施“連環(huán)表演”,“我們的目標(biāo)不僅是成功把乘客送入太空,更要保證兩顆衛(wèi)星在太空中‘和諧’生存,不要產(chǎn)生任何‘摩擦’?!遍L(zhǎng)四丙火箭總指揮翁偉幽默地說到。
這位“老總”說到興頭上,忍不住拿床頭上的臺(tái)燈作比喻,“三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)二級(jí)點(diǎn)火后,工作100秒,經(jīng)過‘低頭’的動(dòng)作后,主星會(huì)首先在這個(gè)位置上分離?!彼氖种赶虻氖桥_(tái)燈的頭部,“然后,箭體‘抬頭’,將輔星從這個(gè)位置上彈出?!彼氖钟种赶蛄伺_(tái)燈的尾部?!叭绻f哪一個(gè)環(huán)節(jié)讓我最揪心,我覺得還是三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的二次點(diǎn)火,但是從各項(xiàng)數(shù)據(jù)來看,還是比較滿意的?!?/p>
希望一號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射升空了,它的總指揮兼總設(shè)計(jì)師張曉敏這樣說:“我們更愿意把希望一號(hào)科普衛(wèi)星的發(fā)射看成是一個(gè)信號(hào)——全民科技潮的回歸。我認(rèn)為每個(gè)人都要有一個(gè)夢(mèng)想,在夢(mèng)想和現(xiàn)實(shí)之間,科普就是最好的橋梁。”
測(cè)試希望一號(hào)科普衛(wèi)星
希望一號(hào)科普衛(wèi)星正在進(jìn)行測(cè)試
準(zhǔn)備吊裝
長(zhǎng)征四號(hào)丙火箭整裝待發(fā)