培養(yǎng)未來的航天專家和工程師

□ 沈羨云

歐洲空間局為歐洲青年學(xué)生提供了航天大舞臺。在這個(gè)舞臺中，他們有人擔(dān)任編劇，有人當(dāng)導(dǎo)演，更多的人是演員，大家分工又合作，即學(xué)得了很多航天知識，又真正地參加了航天實(shí)踐。對于他們來說，航天不再是一個(gè)陌生的名詞，他們已經(jīng)親身參加到這個(gè)行列中了。

歐洲學(xué)生太空探索及技術(shù)倡議（SSETI）

2000年歐空局教育署提出這個(gè)倡議，在這個(gè)計(jì)劃中學(xué)生需要完成四項(xiàng)研制任務(wù)：“SSEII快車”號試驗(yàn)衛(wèi)星、歐洲學(xué)生地球軌道器、歐洲學(xué)生月球軌道器、研制月球登陸車。

“SSETI 快車”項(xiàng)目由歐盟14個(gè)國家15所大學(xué)的250名學(xué)生參加，這些學(xué)生分成若干個(gè)研究小組，每個(gè)小組都有明確的任務(wù)。研究小組之間平時(shí)主要通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系，每周研究一次進(jìn)展和討論存在的問題，1年中在SSETI裝配車間真正見面只有兩次。歐空局則負(fù)責(zé)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)學(xué)生們的工作，監(jiān)督實(shí)際工作中的設(shè)備研制以及組織衛(wèi)星發(fā)射工作。

學(xué)生們將“SSETI快車”試驗(yàn)衛(wèi)星設(shè)計(jì)為繞地球低軌飛行的小型衛(wèi)星，體積只相當(dāng)于普通洗衣機(jī)的大小，內(nèi)部還可載重24千克的試驗(yàn)設(shè)備。升空后衛(wèi)星的主要功能是拍攝地理圖片、進(jìn)行通信廣播聯(lián)系以及測試“軌道調(diào)整器”等學(xué)生設(shè)計(jì)的各類小裝備。

在真正組裝衛(wèi)星前，他們是通過網(wǎng)絡(luò)模擬進(jìn)行組裝。衛(wèi)星組裝出來后，在荷蘭的技術(shù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各種測試。2005年10月27日，“SSETI快車”從俄羅斯普列謝茨克發(fā)射場升空。衛(wèi)星在進(jìn)入地球軌道后，在505千米的高度環(huán)繞地球南北兩極飛行，大約90分鐘之后，位于丹麥的第一個(gè)地面控制中心接收到了從該衛(wèi)星發(fā)出的第一組信號。這顆衛(wèi)星從開始設(shè)計(jì)到進(jìn)行組裝總共用了18個(gè)月時(shí)間，創(chuàng)下了該領(lǐng)域一項(xiàng)新的研制時(shí)間最短的紀(jì)錄，正因?yàn)槿绱?，該衛(wèi)星被命名為“快車”。

在“SSETI快車”項(xiàng)目中，大學(xué)生們和自己研制的衛(wèi)星在一起

組裝天線

歐空局對這個(gè)學(xué)生項(xiàng)目給予了很大支持，免費(fèi)提供了大部分零部件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而一些關(guān)鍵技術(shù)則要求學(xué)生自己解決。項(xiàng)目完成后，所有參與“SSETI快車”的學(xué)生都獲得由歐空局頒發(fā)的特別證書，作為他們以后申請到歐空局工作的有利參考，這一計(jì)劃為歐空局未來的航天事業(yè)儲(chǔ)備了大量人才。

歐洲學(xué)生地球軌道器是學(xué)生們設(shè)計(jì)的一顆總重120千克繞地球軌道運(yùn)行的學(xué)生試驗(yàn)用衛(wèi)星，如果順利，這顆試驗(yàn)衛(wèi)星將于2012年由歐空局“阿里安”-5運(yùn)載火箭發(fā)射升空；另一項(xiàng)歐洲學(xué)生月球軌道器預(yù)定2011年發(fā)射，最后一項(xiàng)是研制月球登陸車。通過這些任務(wù)，歐空局計(jì)劃未來將學(xué)生設(shè)計(jì)的衛(wèi)星項(xiàng)目發(fā)展到歐洲國家以外的范圍，讓更多國家的學(xué)生參與到類似項(xiàng)目中，比如開展和中國大學(xué)生的合作設(shè)計(jì)月球登陸車，推動(dòng)發(fā)展世界各國在太空探測項(xiàng)目中的合作關(guān)系等。

YES2衛(wèi)星發(fā)射前的檢測

國際空間站應(yīng)用創(chuàng)意大賽（SUCCESS）

該創(chuàng)意大賽是為國際空間站選拔工作人員的一種選拔賽，主要目的在于把今天的大學(xué)生培養(yǎng)成為明日國際空間站的工作人員。參與的大學(xué)生要對國際空間站的一些實(shí)驗(yàn)提出有創(chuàng)意的想法。此屆活動(dòng)共收到80多條有建設(shè)性的建議與想法，涉及了很多的領(lǐng)域，包括傳統(tǒng)的生命科學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)、機(jī)械臂設(shè)計(jì)與改造等。通過競賽，一等獎(jiǎng)獲得者將獲得在歐空局下的歐洲航天技術(shù)中心實(shí)習(xí)一年的機(jī)會(huì)。在此期間，他可以與一些航天專家—起參加各種實(shí)驗(yàn)，并熟悉國際空間站的相關(guān)設(shè)施。

2007年3月21日，評審委員會(huì)選出了3 名獲獎(jiǎng)?wù)?。一等?jiǎng)的獲得者是挪威學(xué)生哈肯·林蒂克萊夫 ，他建議在國際空間站上搭載改進(jìn)的視網(wǎng)膜電流描記器，以探討航天員飛行中眼睛出現(xiàn)閃光現(xiàn)象的原因；二等獎(jiǎng)授予英國萊斯特大學(xué)的丹尼爾·勃蘭德，他的創(chuàng)意是研制可用于國際空間站的被動(dòng)式低成本微隕石探測器； 三等獎(jiǎng)獲得者是德國柏林洪保德大學(xué)礦物學(xué)院的考尼里·瑪約，他的想法是在國際空間站上放置一個(gè)人造隕星，驗(yàn)證“有生源說”的第二階段理論。

YES2任務(wù)中的學(xué)生和他的導(dǎo)師

年輕工程師衛(wèi)星計(jì)劃（Yes計(jì)劃）

YES任務(wù)共分為三個(gè)階段：YES1是為歐空局設(shè)計(jì)和研制一顆衛(wèi)星和一顆全球定位系統(tǒng)接收器。在1997年，一顆由歐洲10余個(gè)國家大學(xué)生設(shè)計(jì)、并完成的重349.7千克的衛(wèi)星和一顆全球定位系統(tǒng)接收器成功發(fā)射升空。YES3 現(xiàn)在正處于籌備階段，許多大學(xué)生、教授和大學(xué)已被邀請為YES3計(jì)劃提供突破性的創(chuàng)意。如誰的建議被采用，將可參與YES3計(jì)劃的設(shè)計(jì)和建造工作。

YES2計(jì)劃是由荷蘭的一家高科技企業(yè)倡導(dǎo)和締造的，其目的是利用太空繩索將衛(wèi)星牽回地球，是為了實(shí)現(xiàn)“太空天梯”而進(jìn)行的第一次真正太空試驗(yàn)。2007年9月14日，YES2 試驗(yàn)衛(wèi)星隨同歐空局研制的“Foton-M3”航天器發(fā)射成功。

YES2衛(wèi)星重36千克、長達(dá)1米 ，按照原定的計(jì)劃， 在Foton-M3飛行最后一天，一條30千米長的繩索從它的下面伸出，向下逐漸展開，系繩的前端是YES2衛(wèi)星。系繩全面展開后，立刻脫離航天器，連同返回艙一起釋放到空中，在到達(dá)海拔5千米高度時(shí)，小艙上的降落傘將打開，使衛(wèi)星的小艙軟著陸在地面。最初，試驗(yàn)進(jìn)行很順利，繩索被釋放到空中，開始展開，但是，當(dāng)它展開8.5千米時(shí)，F(xiàn)oton-M3提前就將繩索和小艙釋放出來，之后它的一切信息中斷，至今YES2返回艙的命運(yùn)未卜。對于這次YES2 試驗(yàn)來說，雖然沒有獲得預(yù)期的成功，但它作為有史以來第一次在太空進(jìn)行的展開長達(dá)30千米的繩索的試驗(yàn)，還是具有十分重大的意義。繩索初期展開的成功，意味著用繩索的方法將一個(gè)小的載荷送回地球是可能的；試驗(yàn)中獲得的信息對于下一步的改進(jìn)提供了寶貴的資料；更重要的是通過YES2任務(wù)，給年輕人一個(gè)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，更多未來的年輕工程師衛(wèi)星專家將從這些學(xué)生中產(chǎn)生。

在衛(wèi)星研制的五年中，來自歐空局成員國，以及俄羅斯、波蘭、日本、北美和澳大利亞等國的450多名學(xué)生參加了YES2項(xiàng)目。歐空局教育處負(fù)責(zé)監(jiān)督Y(jié)ES2教育項(xiàng)目，提供學(xué)生組織和研制硬件產(chǎn)品的主要經(jīng)費(fèi)。在技術(shù)上得到歐洲工業(yè)界，尤其是荷蘭公司的積極的支持，四個(gè)大學(xué)的專業(yè)技術(shù)中心在其中做出重大貢獻(xiàn)。在實(shí)施時(shí)，由YES2項(xiàng)目的總工程師負(fù)責(zé)整個(gè)計(jì)劃的設(shè)計(jì)、監(jiān)督、協(xié)調(diào)和經(jīng)費(fèi)分配工作，而所有硬件、電子部件和軟件的設(shè)計(jì)和制造都是由研究生和大學(xué)生完成的。這些學(xué)生主要來自歐空局成員國和歐洲其他國家，他們都是一些想為航天器設(shè)計(jì)與建造貢獻(xiàn)自己一份力量的學(xué)生。他們通過網(wǎng)絡(luò)與項(xiàng)目的秘書處取得聯(lián)系，將自己的簡歷和導(dǎo)師(或者學(xué)校)的介紹信發(fā)給秘書處。在簡歷里寫明自己對航天器哪個(gè)部件感興趣，并能為之做些什么。通過審核，他們就可以成為YES團(tuán)隊(duì)的成員。他們的管理者會(huì)根據(jù)學(xué)生的特長與興趣點(diǎn)安排合理的任務(wù)，并提供給學(xué)生相關(guān)的設(shè)備和軟件設(shè)施，制定任務(wù)的最后完成日期，通常他們的工作地點(diǎn)是自己所在的大學(xué)。 YES團(tuán)隊(duì)成員每周至少保持一次與團(tuán)隊(duì)其他成員交流，并隨時(shí)下載更新各種文件，接受管理者提供的幫助。YFS團(tuán)隊(duì)成員在完成管理者交給的任務(wù)后，如果愿意，可以請求更多的任務(wù)。在YES2計(jì)劃中充滿了活力與發(fā)揮積極作用的團(tuán)隊(duì)至少有30個(gè)。

當(dāng)然，除上述計(jì)劃外，歐空局還舉辦了同溫層氣球升空實(shí)驗(yàn)競賽、學(xué)生拋物線飛行體驗(yàn)、曙光女神學(xué)生設(shè)計(jì)競賽。通過活動(dòng)，讓學(xué)生逐漸明白，單靠書本上的知識根本無法使衛(wèi)星上天，除了要克服衛(wèi)星本身研制過程中的各種技術(shù)難關(guān)，還要向有關(guān)部門申請衛(wèi)星信號的發(fā)射頻率、組織運(yùn)輸、海關(guān)申報(bào)、技術(shù)專利保護(hù)等，學(xué)生研制過程中積累了許多以往書本上沒學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)和知識，他們對航天事業(yè)也越來越感興趣，這些人中很多人將成為歐空局中未來的航天專家和工程師。

參加YES2的大學(xué)生

YES2衛(wèi)星所用的超強(qiáng)性太空繩