一趟火箭载着 22 颗卫星成功上天,长征八号这次又刷新了一波历史纪录。
而且其中一项,还是武汉大学参与打破的国内第一颗由学生自研的遥感卫星启明星一号,顺利发射入轨!没错,这次卫星从研制,管控,发射到后期监测,包括创新点设计在内,全程都由学生来主导,一共有 50 多人参与其中
图源:湖北日报
发射成功后,学生们就能直接与卫星实时互动,在太空中完成设计和实验。简直解锁了搞科研的新姿势有木有!
要知道,在遥感领域,数据是科研关键,可是此前学生们可用的数据大多来自国外,难以用来验证一些科研上的新想法现在武大有了自己的卫星,今天发个指令马上拍摄,明天数据就可以传下来
也有武大校友调侃别人造卫星,我在凑数
那么,这颗学生自造的遥感卫星,究竟长啥样。
最大亮点由研一学生提出
这颗遥感卫星,也是我国首颗可见光高光谱和夜光多光谱多模式在轨可编程卫星它的大小只有 40×30×40cm,重 19.2kg,搭载可见光和红外相机各一台
图源武汉大学官方微博
而在技术上,它最大的亮点之一,就是 8 波段的夜光遥感。
夜光遥感,利用遥感技术从太空观测地球在夜间发出来的光芒,这些光芒大多由人类活动产生。
但在之前,卫星的夜光遥感图像大多是黑白的,也就是只有 1 个波段如果将波段增加到 3 个,就能看见红黄蓝三色的彩色图像,这也是我国之前大多数遥感卫星的技能
可是,要想将夜光遥感的波段增加到 8 个,也就是除了红黄蓝三色以外,还能看见颜色的深浅,类似的研究还很少因此包括参数调整等实操在内,基本都需要自己研究完成
在经过尝试后,最初提出这个8 波段夜光遥感创意的研一女生李津津,又进一步在原有的方法上进行了改进,增加了数据测量的精度据湖北日报介绍,人眼可见光的频率是 480—650nm,而 8 个波段的启明星夜光遥感频率则覆盖了 400—1000nm 范围
也就是说,启明星看到的夜光遥感成像,超过了人眼可见光的覆盖范围其他参与的学生们,有不少都来自武汉大学宇航科学与技术研究院最终做出来的卫星,不仅能获取高光谱,夜光和红外遥感图像,而且还能被应用于水体环境监测,地区森林覆盖率观测,城市规划及地区经济发展态势分析等领域
图源武汉大学
但据武大介绍,这颗卫星的提出,其实源于一次论文答辩。据武汉大学遥感信息工程学院巫兆聪教授表示:
论文答辩时,有不少学生们都有很多新的想法,但苦于没有合适的数据去研究验证。
当时能用到的数据大多是国外的,但这些数据并不符合需求。
整个项目从研发到测试,一共花费 500 万元。。
团队部分学生代表合影,图源武汉大学
研发成功后,团队恰好又遇到了长征八号火箭,可谓天时地利人和,因为长八是用于小卫星低轨道低成本的火箭,整个发射费用降低到 300 万元。
对此,项目负责人金光教授表示:
300 万的发射太便宜了。
不仅如此,这颗卫星的数据,还会开放给全球所有高校和科研院所免费使用据说就连联合国卫星中心,地球观测组织等机构都在排队了
启明星一号是启明星系列星座计划的首发卫星,整个计划由多颗遥感卫星组成在这之后,包括它的地面测控与数据接收,都由武汉大学遥感卫星地面站来完成
造一颗卫星到底难不难。长征八号运载火箭采用绿色环保液体推进剂,按照模块化组合的思路进行研制,充分吸收了在役和新一代运载火箭研制成果,具有良好的继承性,先进性,适应性和经济性,可以填补我国太阳同步轨道运载能力空白,满足未来中低轨高密度发射任务需求。
绕地球飞行的人造航天器无论大小,都可以叫人造卫星武汉大学发射的这枚启明星一号属于微纳卫星微纳卫星通常指质量在 10 千克量级,具有实际使用功能的卫星
伴随着火箭发射技术的完善,以及市场需求的推动,这种体积小,研发周期短的微纳卫星开始发挥越来越重要的作用除了武汉大学启明星一号的遥感用途外,微纳卫星还可以用在通信,地质勘探,环境与灾害监测,交通运输,气象服务,科学实验等领域
像马斯克的星链就是一种用于通信的微纳卫星另外,这次长八还携带了另外两个高校卫星,一颗是来自西安电子科技大学的西电一号卫星,将用于秦岭地区生态环境保护,另一颗是来自华北水利水电大学的巢湖一号卫星,则用于水利和防灾等领域
那么造一颗微纳卫星到底难不难主要是看其功能如果只是简单到给地球拍照,那么小学生也可以做到比如 2016 年 5 月 16 日,美国弗吉尼亚州所小学的学生,就曾把一枚立方体卫星发射升空
同年 12 月 28 日,我国北京市八一学校 40 余名中学生全程参与研制的八一少年行卫星,也成功进入太空,完成了对地拍摄,无线电通讯等任务
而高校发射的卫星更重要的是科研意义,技术含量不可同日而语启明星一号耗时 3 年,需要完成从硬件到软件的全部设计,从研发遥感相机,陀螺仪,到数字卫星系统,再到后面的仿真都要学生反复测试
还配备 AI 模块,可以在卫星上成像,并完成目标提取,定位等任务而学生发射卫星最重要的意义在于,伴随着火箭发射成本的降低,有越来越多的学校可以负担得起发射费用
无论是小学还是中学大学,发射卫星这件极具参与感的事情,都有利于培养学生的航天兴趣。
一箭 22 星填补国内空白
回到这次发射的一箭 22 星来看,长征八号遥二火箭这次也创下了不少记录一方面,此次长征八号遥二火箭,创下了我国单次发射卫星数量最多的纪录
长征八号是我国研制的中型主力运载火箭,2020 年 12 月 7 日首次发射即获成功它填补了近地轨道 3~4.5 吨运载范围的空白,可以承担 80% 以上的中低轨发射任务
而一次要将这么多卫星安全顺利送达目的地,要解决很多难题:如何在整流罩内放下 22 颗卫星如何精准把 22 名乘客运送到位来自不同单位的卫星之间如何协调
最终,这些问题都在一年内快速得到解决,并在发射时一共完成了 12 次分离动作,创造了中国航天的新纪录另一方面,这次的成功发射,也刷新了长征火箭最短发射间隔的纪录
据中国航天报介绍,长征八号运载火箭是目前我国中低轨运力最强的商业火箭有了这次长征八号遥二火箭的成功探索,我们今后应该也能看到更多的一箭多星的密集发射任务了
值得一提的是,这次发射的 22 颗卫星,来自国内的 7 家商业航天企业伴随着更多的低成本商业化卫星成功发射,说不定以后你们学校也有机会在太空里写下自己的代码了
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