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【浪漫微信名字女带星字】大学生造卫星,做800万元的实验。

时间:2023-02-01 07:51:17 阅读: 评论: 作者:佚名

2月27日以后,武汉大学遥感信息工程学院的学生似乎有了新的“身份”。

当天,在海南文昌航天发射场,长征8号远程2运载火箭成功发射了22颗卫星,创下了我国一箭多星的记录。其中“新星一号”卫星由武汉大学领导,以50多名武汉大学、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称长春光机所)、哈尔滨工业大学学生为主体开发。

以前,面对家庭“遥感学”等问题时,这个数加山下的学生不知道如何更好地回答。这次,他们得到了“造卫星”的答案。

这颗重量只有19.2公斤的卫星配备了一台可见光相机和一台红外相机,光谱遥感分辨率达到21米,白天可以获得32个波段的高光谱遥感,晚上也可以获得8个波段的多光谱遥感和红外遥感。

开发“新星一号”,并提出一直负责的金光教授,曾是“吉林一号”卫星副总裁设计师。2019年退休后,他被邀请到武汉大学空间科学与技术研究院,学校为他分配了1000万元的科研启动经费。

从金矿中取出800万韩元制作的这颗卫星将成为舞台学生的“空间实验所”。

“造星”背后是武汉大学的智者和饥渴,是遥感学科短板面临的成果。武汉大学遥感信息工程学院院长建亚说,“启明星一号”以学生为研究主体,代表年轻一代“像星星一样冉冉升起”。

3月9日,武汉大学空间科学与技术研究院研究室在屏幕上展示了“星源”的飞行位置、参数等模拟信息。新京报记者杜汉三照片

“自己造卫星怎么样?”

“武大遥感世界第一,拥有最丰富的师资力量,将成为最佳人才”,2016年黄淑娟进入武汉大学遥感信息工程学院时,老师这样介绍给本科新生。

根据高等教育评价专业机构软科学发布的信息,武汉大学遥感技术专业连续5年位居世界第一。

“我们在哪里强大?”当时不了解情况的黄淑娟在疑惑中抱着好奇心。直到大学第一学期开始上课,6名院士轮流讲课《测绘学概论》,她才体会到。

第一节课她去晚了,教室里已经挤满了人。黄淑娟不得不抱着电脑,靠在教室后排的墙上,坐在地板上。

每次上课前,学生们都排队打开课本,找到院士的签名。收集了6个签名的幸运儿戴着发条开玩笑说:“能召唤神龙。”

比黄淑娟小2集的林东华记得当时健在的宁镇生院士走路和板书写作都很慢,字和字的间隔也大大拉了起来。上午8点上课,9点50分下课,林东华厌倦了听课,但80多岁的宁镇生说:“不继续坐着,站着讲课。”

这让我觉得林伟华是“带领新一代遥感人进门”的传承。

除了传承之外,武汉大学遥感信息工程学院也非常重视实践。

黄淑娟大二的时候,学院包租了两辆公交车,组织了60 ~ 70名学生参观武汉大学的遥感卫星地面站。地面站建在山上,外形像锅盖,还有一个天线。她抬头说:“卫星在接收信号吗?单击

参观结束后,黄淑娟操纵无人机给同学们拍照。

如果问这些学生什么是遥感,他们大多会给出诗意的答案。“遥感是遥远的认识”,简单地说,无人机、飞机、卫星等,从低到高,通过宇宙、电磁波等信号返回,获取地面信息进行处理。

但是在宇宙中感知地面并不容易。

特别是加入科研小组后,找不到数据,成为黄淑娟的大麻烦。

多光谱图像包含更多色彩信息,全色图像分辨率高,黄淑娟想结合两个优点进行图像融合。但是开源视频不容易找到。商业卫星是收费的。

她花了数千元计算账目和购买满足实验需求的视频。要研究时间较长的视频,只能从外国卫星机构订购。

在回答2019年研究生论文时,教授问金矿,数据来自哪里,学生们都说是外国卫星。金光说:“我们自己造卫星怎么样?”说。

他解释说,有时他想要昨天的数据,外国卫星只能在10年前提供。例如,选择外国卫星就像吃饭一样,吃什么只能由厨师决定。点了一碗海参炒面,海参只是厨师的名字,没有真正的海参。

金光与一起参加答辩的教授武朝总商量,在教学上进行改革,制作卫星,实验使学生们能够互动。需要卫星图像时发出拍摄指示,拍摄后如果不合适,请调整参数。

两人不谋而合。

3月9日,武汉大学遥感信息工程学院一楼大厅挂着梁源院士的照片。新京报记者杜汉三照片

《金大丹》的算盘

开发卫星,金光有他的气质。

退休来武汉大学之前,

他长期在长春光机所工作,人称“金大胆”。

长春光机所做航天相机出身。早在2003年,金光就找到领导,问能否不依托别人,连相机带卫星平台,自己做出一个闭环来?

2005年,所里拿出一大笔钱,支持创建新技术研究室,金光担任主任。最初手下一个人也没有,他又争取到政策,报名参加的研究生划到他名下,提前预留研究所的工作。海报贴出后,第一批招到11人。

从学生中挑,金光有他的算盘,“一张白纸能画出更好的画”。

半路出家的金光,顶着“瞎忽悠”的争议,从光学设计到机械设计,再到自动控制,手把手训练学生。

特批的火箭运载能力达1.2吨,但当时研制的卫星重量只有420公斤。航天事业充满曲折,如果剩余空间留给其他单位,火箭能否如期发射就有变数。

2014年六七月份,金光与火箭方商量,剩下的空间全包了,再造三颗卫星。

第二年,“吉林一号”一箭四星发射成功,成为我国首颗自主研发的“星载一体化”商用卫星,也是我国第一颗自主研发的米级高清动态视频卫星。

2019年,与多年前在长春光机所类似,招新海报也在武汉大学贴出。

那时黄淑娟已加入巫兆聪科研团队,巫兆聪找到她,“要让学生造一颗卫星,愿不愿意参与到项目里?”黄淑娟立马就应下了,但心里仍不免嘀咕,“我们也能造卫星,骗人的吧?”但她又觉得老师不像是开玩笑。

3月11日,金光在办公室接受采访。新京报记者 杜寒三 摄

“修图师改行造相机”

此后将近一年的时间里,黄淑娟都在搜集20世纪70年代以来国内外卫星的载荷、波段范围、空间和时间分辨率、应用等资料。找不到数据,就从一篇篇论文中挖。挖出来的数据,再通过做实验论证其准确性。

这是一个漫长而枯燥的过程。

早上9点到实验室,晚上11点多离开是常态。遇到赶时间,指导老师把他们“关”在实验室,不停地提出建议,学生们修改,老师再反馈,一直忙到夜里12点。

学校宿舍楼晚上11点半关门,黄淑娟同宿管阿姨说好话,“对不起,我回来晚了,辛苦阿姨给我开门”。阿姨开了门,“下次早点回来呀”,黄淑娟不敢答应。第二天,黄淑娟还是从实验室回来得晚,不同于前一天初犯,这次阿姨让她做了登记。

卫星研制过程复杂,一般分为机械、热控、姿态控制、星务、通信、电源动力等几大系统。学生们在不同的团队分工合作。

3月9日,武汉大学宇航科学与技术研究院卫星仿真测试实验室,还挂着“‘启明星’卫星发射及测控第二现场”“预祝‘启明星’微纳卫星发射成功”的横幅。

五台液晶电视挂在墙上,显示着卫星飞行位置、参数等模拟信息。桌上摆着一套卫星仿真系统,还有一个像不锈钢饭碗的飞轮。端起飞轮,随着内部器件的高速转动,会看到双手发生偏转。卫星上也有类似的飞轮,这也是卫星改变飞行姿态的方式之一。

博士生张雪峰负责卫星模拟仿真系统的搭建与调试。最开始时,满屏幕的专业术语,他几乎都不认识。研究图像处理的他,将这种跨度比喻成“用修图软件的修图师改行制造相机”,而且是造能在太空飞的相机。

金光把张雪峰和另外两个学生送到长春光机所集训了一周。张雪峰觉得,就像进了大观园。老师讲解时,他们一边做着笔记,一边还要用手机录视频。四五条每条时长30多分钟的视频,成了宝贵的资料。回武汉后,三个人围在屏幕前反复观看。

带回的中心机没有信号灯,张雪峰接上电源,无法确定其是否工作。在接口连上显示器,但屏幕仍然不亮。几次尝试无果,他只得给长春光机所的老师打电话求救。老师一听就说,“会不会是电压调低了,没带起来?”张雪峰一试,果然是这个问题。

“启明星一号”研制以学生为主体,金光说,这不意味着教师放手,相反是在其中起关键作用,让学生少走弯路。设计图纸由他审查,不合格再返工修改,直到他认为可以投入研制,再开始加工,“学生是执行者。”

3月9日,摆在武汉大学宇航科学与技术研究院的“启明星一号”模型。新京报记者 杜寒三 摄

“老金,你花就行了”

2月27日上午,武汉大学“启明星一号”团队近20名老师和学生,在宇航科学与技术研究院卫星仿真测试实验室,观看1200多公里外的火箭发射直播。

张雪峰攥着手,仰着头,不敢眨眼。11点06分,白烟升腾,火箭尾部拖着火焰腾空而起,实验室响起掌声。十多秒后,火箭变成了一个小白点,直至再也望不见。

黄淑娟看着火箭越飞越远,有些不舍,低声问边上的同学,“发射成功了吧?”两人都不确定,“应该是吧”。

金光是沙场老将,他给大伙儿吃了颗“定心丸”,“发射成功了”。又是一阵掌声。

这颗卫星,花了金光800万元的科研经费。

2019年前后,中国科学院院士、武汉大学遥感信息工程学院院长龚健雅,三次赶赴长春邀请金光加入武汉大学。一个体现诚意的细节是,金光人还在长春,学院就给他备好了办公室。

龚健雅的盛情邀请背后,是武汉大学谋划遥感学科的一局大棋。

龚健雅2018年发表的文章《新时代世界一流学科建设的站位与战略布局》,至今仍在学院官网新闻栏中置顶。

文章提到,武汉大学的遥感学科目前能够排名世界第一,是因为几何遥感(包括摄影测量)很强,以及遥感信息处理的研究水平很高,得到了世界公认。但是遥感不仅包括几何遥感,而且包括物理遥感(或者说定量遥感)和遥感传感器。在遥感传感器方面,武汉大学还有相当大的差距,不仅没有达到国际领先的水平,在国内也难有一席之地。

公开资料显示,2018年12月30日,武汉大学宇航科学与技术研究院举行揭牌仪式,挂靠在遥感信息工程学院,力图构建遥感平台、遥感仪器、遥感信息获取处理与应用的完整科学技术体系,形成具有小卫星平台、空间遥感仪器以及遥感信息处理与应用的研究优势,打造国内领先、国际一流的遥感与航天工程类人才培养与科学研究基地。

作为引进的高端人才,金光拿到了1000万元的科研启动经费。用他的话说,这笔钱怎么花,“领导不管”。领导对他说,“老金,你花就行了,用在教学建设上就可以了。”

公开的《武汉大学关于加强海外高层次拔尖人才引进工作的实施意见》,是武汉大学高端人才科研启动经费标准的缩影。根据文件,以海外高层次拔尖人才为核心,组建配备学术团队,选聘工作助手,并以团队形式配套科研启动经费,其中理工、医科特别岗位资助额度为300万元至1000万元。

2021年武汉大学校长窦贤康接受媒体采访时的表述,亦可窥见武大的求贤若渴。

窦贤康说,武汉大学在高端人才队伍建设方面绝对量的增加,包括增长的速度和加速度在中国高校中表现突出,“只要我们把人才看成是一个大学最重要的核心指标,上下齐心,并借助一些外部力量,一定会把武汉大学的人才队伍建设得更好。”

“没有任何领导说你不能搞,院士们还说这个事值得做”,造卫星的想法不仅没有阻力,龚健雅还建议将原定的卫星名“遥感一号”改为“启明星一号”,“以学生为主体研制,代表年轻一代像星星冉冉升起”。

回顾两年多的研制历程,如何省钱是金光一直在考虑的。火箭发射卫星,每公斤报价15万元。换句话说,每减少卫星1公斤重量,就能节省15万元。

金光沿用了他在长春光机所提出的“星载一体化”,就像电脑一体机一样,载荷与卫星一体化设计,并体现轻量化。他拿起办公室桌上的烟盒,敲了敲,“以前一个板子是实心的,在实现抗弯效果的前提下,中间能不能镂空一点?”

金光说,按照传统的设计思路,若要实现同样的功能,卫星重量要在50公斤以上。而“启明星一号”最终重量仅为19.2公斤。

3月9日,林炜华所在的实验室,团队目前正在筛选湖北省内的目标水体以供卫星观测。新京报记者 杜寒三 摄

“最亮的星”

卫星成功发射,只是一个开始。

3月8日,还在念大四的林炜华,上金光办公室拷了一张“启明星一号”传回的图像。

金光操着东北口音,“小姑娘,快看看这个能做啥,你拷回去。”两个人凑在电脑屏幕前,图像色调是绿色的,放大能看到水体,还有一些农田。

“启明星一号”团队曾在遥感信息工程学院进行问卷调查,搜集学生今后想依托卫星做的应用与研究。

有个想法让黄淑娟印象深刻,用夜光影像研究城市内的“鬼城”,计算房屋空置率,“现在光说建了多少房,但有没有人住并不知道。”

林炜华所在的实验室,正在筛选湖北省内的目标水体。金光曾表示,“启明星一号”能“看清”水体的主要污染物,为水体环境监测提供预警。采集的夜光遥感影像是彩色的,能更好地用于分析城市灯光与经济发展间的关系。

2018年6月,由武汉大学牵头,联合长光卫星技术有限公司研制的“珞珈一号”科学试验卫星成功发射入轨。

那时,黄淑娟正在准备期末考试。朋友圈一水儿都是“珞珈一号”,还有人说“大家快记一下‘珞珈一号’的载荷、发射时间和相关信息,肯定会考”。黄淑娟特意看了一眼,没想到考试真有这道题。

四年前的故事,将迎来续集。

今年1月,武汉大学在其官方微信公众号发文,依托宇航科学与技术研究院,后续还将发射“珞珈二号01星”“珞珈三号01星”“珞珈三号02星”。

珞珈山的春天来了。前些天,林炜华一出宿舍,就看到了盛开的樱花,“猝不及防就跌入了春天”。

3月11日,武汉大学盛开的樱花,不远处有学生走过。新京报记者 杜寒三 摄

卫星刚,樱花柔,这两者都让她觉得浪漫。

林炜华说,启明星又叫金星,清晨在东方天空出现。等“启明星一号”飞过武汉上空,她会抬头多看两眼,就当看星星,“在我心中,它就是最亮的星”。

尽管她知道,用肉眼看到这颗40×30×40厘米的微纳卫星,可能只是徒劳。

新京报记者 杜寒三 编辑 袁国礼 校对 吴兴发

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