八個(gè)月創(chuàng)造的“希望”

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”。

速成的“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

成功的“技術(shù)狀態(tài)更改”

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)