紫丁香與“特別能”

唐雪

2015年9月20日7時01分，哈爾濱工業(yè)大學(xué)微納衛(wèi)星團隊研發(fā)的“紫丁香二號”發(fā)射成功。這是我國首顆由高校學(xué)生自主設(shè)計、研制與管控的納衛(wèi)星（質(zhì)量小于10公斤、具有實際使用功能的衛(wèi)星），它用于構(gòu)建飛行軟件在軌試驗平臺，監(jiān)測大型野生動物蹤跡，探索和驗證用微納衛(wèi)星進行對地環(huán)境監(jiān)測的可行性和有效性。

2017年4月18日23時11分，“紫丁香一號”和其它27顆立方體衛(wèi)星一起，被裝載在“天鵝座”貨運飛船“約翰·格倫”號中，發(fā)射進入太空，以完成大氣低熱層組成研究、業(yè)余無線電轉(zhuǎn)發(fā)通信與空間攝影等任務(wù)。

盡管“紫丁香一號”先于“紫丁香二號”提出和研制，但由于一些原因，后者在發(fā)射上走在了前面。

2019年3月28日，“紫丁香一號”在完成所有預(yù)期目標后回落地球，在再入過程中于大氣層中燃盡?！白隙∠愣枴比栽谄椒€(wěn)運行，已傳回數(shù)十余萬組數(shù)據(jù)。目前，哈工大微納衛(wèi)星團隊正在研制第三顆衛(wèi)星——中俄工科大學(xué)聯(lián)盟支持的“阿斯圖”納衛(wèi)星，將于2020年4月前飛上天際。

“特別能”

2010年，比利時馮卡門流體動力學(xué)研究院聯(lián)合歐洲航天局等機構(gòu)，提出了QB50工程，通過發(fā)射微小衛(wèi)星、組網(wǎng)等方式，對目前人類尚未深入涉足的低熱層（空中90到300公里）進行研究，并邀請全球高校參與。2011年夏天，懷揣“自己研制小衛(wèi)星”夢想的學(xué)生韋明川偶然看到學(xué)校參與QB50工程的消息，便第一時間聯(lián)系了當(dāng)時在歐空局訪問的王峰老師，申請參加項目。學(xué)校非常支持心懷夢想的學(xué)生，2012年1月，國內(nèi)首個由學(xué)生參與設(shè)計、研制、調(diào)試與應(yīng)用的“紫丁香”微納衛(wèi)星團隊正式成立。后來，團隊設(shè)計的“紫丁香一號”立方體衛(wèi)星方案正式入選QB50工程。

“紫丁香”微納衛(wèi)星團隊是一支學(xué)科交叉的學(xué)生研制團隊，涵蓋了航空宇航與科學(xué)技術(shù)、力學(xué)、計算機技術(shù)、控制工程、機械工程、通信工程、電氣工程、熱能工程、化工等9個學(xué)科，累計吸納了上百名哈工大本科、碩士和博士研究生。根據(jù)個人興趣和專業(yè)背景的不同，團隊將成員編入總體、測控、姿控、電源、星務(wù)管理、通信、結(jié)構(gòu)與熱控、測試與地面站等不同小組。

團隊不定期在全校選拔低年級學(xué)生進行梯度培養(yǎng)，以高年級帶動低年級?！耙詫W(xué)生為主的研制模式給了我們充分的發(fā)揮空間，大家自主學(xué)習(xí)、鉆研攻關(guān)，激發(fā)和鍛煉了迎難而上、不怕困難的意志力，跨學(xué)科、跨專業(yè)的協(xié)作攻關(guān)也讓我們結(jié)下了深厚的友誼?！表f明川如是說。

2013年，俞陽從電氣學(xué)院考研到衛(wèi)星技術(shù)研究所。在原有的電子學(xué)基礎(chǔ)上，孫兆偉老師的現(xiàn)代小衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)專題，孔憲仁老師的衛(wèi)星熱控系統(tǒng)設(shè)計，耿云海、荊武興老師的空間飛行器導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制，張世杰老師的飛行器現(xiàn)代設(shè)計方法等課程讓他對航天有了系統(tǒng)的認識，參與納衛(wèi)星研發(fā)的具體環(huán)節(jié)更是讓他真正了解了衛(wèi)星，迅速提高專業(yè)技術(shù)水平。俞陽表示：“納衛(wèi)星項目給予了大家極大的成長空間?，F(xiàn)在無論遇到什么情況，我們都可以有底氣地調(diào)整心態(tài)、承擔(dān)風(fēng)險、解決問題、完成任務(wù)。”

團隊成員胡超然表示，衛(wèi)星是一項系統(tǒng)工程，單打獨斗肯定不行，研發(fā)的經(jīng)歷教會了她責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。微波工程專業(yè)的她，承擔(dān)的是衛(wèi)星天線和部分測控的研發(fā)工作。剛開始，胡超然缺乏很多相關(guān)專業(yè)知識，時常會走彎路，每次修改都會影響到結(jié)構(gòu)組的布局，連累隊友一起反復(fù)修改。在一次衛(wèi)星測試的過程中，對地通訊系統(tǒng)總是不能正常工作，胡超然到天臺上進行調(diào)試。時間分分秒秒地過去，她始終找不到問題在哪兒，旁邊的隊友鼓勵她：“別著急，問題總會找到的?！苯K于，他們發(fā)現(xiàn)了故障——熔斷電阻下面的常規(guī)鋪地方式使鋪銅過密，導(dǎo)致電阻散熱太快，溫度達不到熔斷綁線所需的溫度，以致天線沒辦法展開。她十分感謝隊友的包容，也意識到認真謹慎不僅是一種工作態(tài)度，更是對整個團隊的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

衛(wèi)星所里具有豐富工程經(jīng)驗的青年教師們在團隊中擔(dān)任著技術(shù)指導(dǎo)的角色，是“紫丁香”系列納衛(wèi)星成功研制的一大助力。曾參與過哈工大“試驗三號”“快舟一號”“快舟二號”等多顆小衛(wèi)星研發(fā)的李冬柏老師是總技術(shù)指導(dǎo)，學(xué)生有不明白的問題，可隨時找他請教。其他曾參與過小衛(wèi)星研發(fā)的青年教師也具有豐富的工程經(jīng)驗，在他們的指導(dǎo)下，“紫丁香”系列納衛(wèi)星的研發(fā)少走了許多彎路。

“理論上清楚了，有時實踐起來還是有很大差別，多虧了李冬柏老師的指導(dǎo)?！?016級博士研究生吳凡是姿態(tài)控制系統(tǒng)負責(zé)人，早在大二時就參與了“紫丁香一號”的任務(wù)。有一次，吳凡在處理衛(wèi)星初始入軌的消旋問題上遇到了麻煩，無法解決出現(xiàn)的誤差。當(dāng)時李冬柏老師正在執(zhí)行“快舟一號”發(fā)射任務(wù)，接到電話后耐心地做了解答。擔(dān)心自己沒說明白，李冬柏老師又給吳凡打了過去，把沒講清楚的地方做了詳細補充。

“我們不是演習(xí)，是真刀真槍的戰(zhàn)斗;不是象征性參與，是全身心地去做?！痹跓o數(shù)次的試驗和挑戰(zhàn)中，每個成員都得到了快速成長。按結(jié)構(gòu)與熱控分系統(tǒng)負責(zé)人、2014級博士生郭金生的話來說，整個團隊“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻”，大家也都漸漸領(lǐng)會了校訓(xùn)中“規(guī)格嚴格，功夫到家”的含義。一代代哈工大人的航天精神，就這樣在學(xué)生們的靈魂深處凝聚，在血液深處流淌。

隨著“紫丁香二號”的順利升空，韋明川的衛(wèi)星夢已經(jīng)初步實現(xiàn)。那些和團隊成員一起不分黑天白夜奮戰(zhàn)的日子，曾經(jīng)不被人相信可以實現(xiàn)的夢想，通過這個12公斤重的“小家伙”得到了完美的呈現(xiàn)。

“紫丁香”系列納衛(wèi)星的研制與管理方式，是學(xué)校以學(xué)生學(xué)習(xí)成效為導(dǎo)向，提高辦學(xué)質(zhì)量，增強創(chuàng)造活力，加強學(xué)科建設(shè)，培養(yǎng)人才的又一創(chuàng)新模式。團隊成員畢業(yè)后，大部分人都選擇了從事與航天相關(guān)的工作。

2019年2月15日，《科學(xué)》（Science）雜志刊登了哈爾濱工業(yè)大學(xué)“龍江二號”衛(wèi)星微型CMOS相機拍攝的地月合影，并在國際主流媒體上廣泛傳播，英國《獨立報》稱“這可能是迄今為止最棒的地球和月球合影”。

這張照片是2月4日由搭載在中國DSLWP-B/“龍江二號”衛(wèi)星上學(xué)生研制的簡易相機拍攝的，圖片作者被標注為“哈爾濱工業(yè)大學(xué)韋明川、胡超然、泰米爾、趙渝浩”等人。哈工大衛(wèi)星團隊自主研制的“龍江二號”于2018年5月21日隨“鵲橋”中繼星一同發(fā)射，5月25日22時順利進入環(huán)月軌道，成為世界上首個獨立完成地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行的微衛(wèi)星。哈工大也因此成為世界上首個將航天器送入月球軌道的高校。

“哈工大正在為國家培養(yǎng)新一代復(fù)合型航天人才、為學(xué)校建設(shè)世界一流大學(xué)做出有益嘗試?！惫ご蟾毙ｉL曹喜濱說。

責(zé)任編輯：曹曉晨