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| 平均年龄22岁!哈工大团队成功发射5厘米超薄卫星 |
| 送交者: 员外 2026-07-29 15:12:48 于 [世界军事论坛] |
这两年,美国老马家的星链在天上疯狂跑马圈地,全世界都在盯着这种能像光盘一样摞在一起发射的扁平卫星,觉得这是西方又一项难以企及的独门绝技,但是其实我们中国的步伐也非常快。
在大学校园里,哈工大一群平均年龄才 22 岁的在校学生,直接出手造出了一颗厚度不到 5 厘米的超薄圆盘卫星,不仅顺利发射,还在天上搞起了极其前沿的超低轨气动力姿态控制。老外还在把这种构型当成战略撒手锏,咱们的二十出头的学生已经拿它来练手了。这就是中国航天人才的底座。 这两天,热搜上那句「哈工大学生团队平均22岁『手搓』5厘米超薄卫星」,看一眼就让人犯嘀咕:学生做的,会不会只是个模型? 它不是模型。它正在几百公里的高处飞,入轨当天就往回传了地面的画面。 7月22日10时54分,引力一号遥四运载火箭从上海附近海域点火,一箭九星。11时41分,地面收到了「紫丁香三号」的遥测数据:卫星活着,在说话。同一天,它传回了第一段视频,画面里能认出腾格里沙漠、青海湖和四川盆地。 从上天到往回传画面,中间隔了不到一天。至少说明遥测链路和成像回传都已经开始工作。 把它送上去的引力一号遥四运载火箭,是从海上发射的商业运载火箭,这一次执行的是一箭九星的任务。这两件事连起来看才完整:学生做的卫星能上天,前提是天上有位置、地上有火箭。这一次,它是九颗里的一颗。 这颗卫星的样子也和常见的不一样:主体直径1米,厚度不超过5厘米,重约30千克,圆盘形,像一只飞碟。5厘米是个什么概念?比大多数人手机的宽度还要窄一些。而卫星要用的东西一样不能少——电源、通信、姿态控制、结构、载荷,全都得装进这个厚度里。 接下来才是真正的问题:一群学生,凭什么能做成这件事?答案不在这一年,在十几年前。 哈工大的紫丁香学生微纳卫星团队,前期研发活动从2010年前后就开始了,2012年正式成立。2015年,他们做出了紫丁香二号,开了国内高校学生自主设计、研制与管控微纳卫星的先河:从画图到测试到上天之后的管控,整条链条由学生自己走完。 后来他们参与研制的龙江二号更远。那颗微卫星在2018年独立完成了地月转移、近月制动和环月飞行;团队自研的微型相机在月球轨道上拍下的那张地月合影,被外界称为「最美地月合影」。 除了自己的紫丁香系列,这支队伍还参与研制过龙江探月微卫星、珠海一号星座和新技术试验卫星E星。对在校学生来说,这份履历的分量不在于挂了几个项目名,而在于每一个项目背后都是真上天的硬件——做错了没法重来,也没有补考。 一支学生队伍能连着做十几年,本身就是一件不容易的事。团队2012年正式成立,此后连续研制了多颗卫星;紫丁香三号这个项目2024年11月启动,项目启动的时候,团队成员里70%是本科生,平均年龄22岁。 从2024年11月项目启动到2026年7月卫星上天,中间大约二十个月。 热搜里的「手搓」是个传播说法,听着热闹,但它容易让人误会成几个学生凭手艺敲出来一颗卫星。真实的情况是:这是一支有十几年积累、有完整分系统分工、有高校航天体系托底的队伍,在做一件正经的航天工程。
有多正经?看它为什么非要长成一只飞碟。 卫星做成盘子,第一个好处和发射有关。火箭整流罩里的空间是有限的,卫星怎么摆、能摆下多少,直接关系到一次能送多少东西上天。传统卫星大多做成方盒子,扁平的圆盘则可以像光盘一样紧密堆叠起来:按公开的说法,这种构型能极大地提高发射效率,也适合多星组网。 除此之外,盘状展开的表面积大,太阳能电池铺得开,功率密度也更高。 第二个好处,在一层很少被提起的轨道里。 超低轨,通常指几百公里以下、更贴近大气层的那一段。它的诱惑很直接:离地面近,看得更清、通信延迟更小。 这个「近」的好处比听上去大。同一台相机,离得越近,看地面的细节就越清楚;同样的发射功率,信号跑的路程短,链路损耗也小。对遥感和通信来说,这等于用同样的硬件换来更好的条件。 麻烦也同样直接。那里还残留着稀薄的大气,卫星飞过去像顶着风走路,一直被拽、一直往下掉,寿命短,姿态也难稳。所以这块看着诱人的地方,真正能长期待住的卫星并不多。 而一只薄薄的圆盘,可以通过调整自身姿态来改变迎风的状态;顺着这个思路,那点稀薄空气推在它身上的力,有可能被拿来帮着控制姿态。紫丁香三号这次要在轨验证的,正是超扁平构型和超低轨气动力辅助姿态控制这一类技术。 把阻力变成控制手段,这是个漂亮的想法。但它现在还是一个待验证的想法,卫星刚上去,验证才开始。 想法漂亮,做起来的每一步都要拿东西去换。5厘米是一条硬得不能再硬的边界。所有分系统,电源、通信、姿控、结构、载荷,都得挤进这个厚度里。紫丁香三号的总师、航天学院2024级博士生孙茂金说得直接:这意味着其他分系统还要再「缩水」,给科学探测载荷「腾空间」。 一个「腾」字,是工程里最日常也最难的事:每一毫米都得从别人碗里省出来。 负责能源分系统的2024级硕士生尹智,把学生做工程和上课的区别讲得更透:「课本里只会告诉我们卫星有哪些分系统……而真正设计一颗新卫星,我们就要不断追问每一个元件对实现系统功能到底有什么作用。」 他还有一句更狠的:「课本里追求的是理论最优,但工程会把所有现实的细节问题都扔到我们面前。」 这句话说的是所有工程师的第一课。图纸上的最优解,落到实物上会撞见公差、撞见发热、撞见供货周期、撞见某个元件恰好买不到。负责综合电子分系统的2025级博士生陈天星给出的应对办法,是一种很成熟的工程思维:集中力量攻克工程落地的关键问题,其余细节则在动态中协调平衡。
这不是学生腔。这是一群二十出头的人,已经在用工程师的方式说话了。 那么这颗压缩到极限的卫星,上去到底干什么?它的主载荷是一套低频电磁波探测科学载荷,用来研究电离层等离子体波动的特征,以及人工甚低频发射的天—地传播规律。说白了,是研究地球头顶那层带电的大气怎么起波、人类发出的低频信号怎么穿过它。 这层大气离我们并不远:短波通信靠它反射才能传得远,导航信号穿过它时会产生偏差。把它研究清楚,是通信、导航和空间天气预报共同的基础功课——而超低轨正是抵近观测它的位置,这也回到了那个圆盘的设计上。 除了这套正经的科学载荷,卫星上还带了点别的东西。按校方介绍,紫丁香三号搭载了一个由学生团队自己研制的科普风车创意载荷:等卫星进入超低轨道之后,稀薄的大气会让这个风车转起来,团队还打算用它拍科普视频。 一个在太空里被风吹着转的风车。 这个小东西在整颗卫星上不承担任何关键功能,却是最能说明这支队伍状态的一件事:他们不只是在完成一个项目,还惦记着怎么把这件事讲给更多人听,怎么让下一批仰头看天的孩子知道,那上面有一个风车,是几个大学生放上去的。在寸土寸金的5厘米里,他们还是给这样一个东西留了位置。 把卫星做成扁盘子这个思路,不是中国独有的。美国航空航天局资助、由一家美国机构研制的同类盘式卫星,直径也是1米,厚度约2.5厘米,比紫丁香三号更薄;那批卫星共4颗,2025年12月已经由火箭发射入轨,部署在约550公里的圆轨道上,同样采用紧密堆叠、逐颗释放的方式。紫丁香三号要验证的技术,眼下也都还在验证之中。 但这两件事并不冲突。在国际上已经有人走通的方向上,一支以在校学生为主体的队伍能把整星压进5厘米、送进预定轨道、当天回传画面,这本身就是一份足够硬的成绩单。 发射当天,2024级博士生李安康说了一句很清醒的话:「卫星顺利入轨,意味着真正的考验才刚刚开始。」 从2012年团队正式成立,到2026年这颗盘式卫星入轨,中间是紫丁香一号、紫丁香二号,是他们参与研制的龙江探月微卫星、珠海一号星座和新技术试验卫星E星。
十几年前,紫丁香团队的第一批学生开始鼓捣他们的第一颗星。十几年后,他们的师弟师妹把一颗卫星压成了5厘米,送到了几百公里的高处,还在上面挂了一个等风吹的风车。 这样的队伍,一批接着一批。 加油! 我是马力 |
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