金仲和的“皮衛(wèi)星”夢

“袖珍衛(wèi)星”組隊飛天，填補中國空白，未來一年將再發(fā)射20顆衛(wèi)星。

“想象一下，將來臺風(fēng)軌跡以分秒的速度更新，打開App，就能調(diào)遣皮衛(wèi)星為你服務(wù)。無論山村還是更偏遠的地區(qū)，流暢通信不再是夢。”

說這話時，浙江大學(xué)微小衛(wèi)星研究中心主任金仲和正帶領(lǐng)團隊，準備下一顆皮衛(wèi)星的發(fā)射。

兩個月前，浙江大學(xué)成功發(fā)射第五顆皮衛(wèi)星“皮星三號A”。2021年，該團隊將再次發(fā)射20顆皮衛(wèi)星?！叭嫘】惦x不開信息化水平的提升。皮衛(wèi)星等微納衛(wèi)星將有更大作為。”金仲和說。

6月17日15時19分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭，成功將高分九號03星送入預(yù)定軌道。此次任務(wù)還搭載發(fā)射了浙江大學(xué)研制的“皮星三號A”星。

皮衛(wèi)星，指重量為千克級的微小衛(wèi)星，與幾百千克重的大衛(wèi)星相比，可謂“袖珍”。2010年，浙大研制的兩顆“皮星一號A”星發(fā)射成功，填補了中國在皮衛(wèi)星研究領(lǐng)域的空白。

在決勝全面小康關(guān)鍵之年、中國首顆皮衛(wèi)星發(fā)射成功10周年之際，讓我們走近浙大微小衛(wèi)星研究中心，揭曉“袖珍衛(wèi)星”組隊飛上天背后的故事，以及皮衛(wèi)星研發(fā)團隊的20年……

2000年，由美國斯坦福大學(xué)研發(fā)的世界首顆皮衛(wèi)星發(fā)射成功并正常工作，僅重245克。

彼時，皮衛(wèi)星在中國仍是個全新的概念，金仲和正在進行微電子機械系統(tǒng)研究，其所在的項目組致力于推動航天器部件微小型化。

世界首顆皮衛(wèi)星的發(fā)射成功，為他們帶來了靈感：自主研發(fā)一顆皮衛(wèi)星，讓自己研究的部件搭乘在衛(wèi)星上進行試驗。金仲和沒想到的是，這條路，一走就是10年。

衛(wèi)星因為工作環(huán)境特殊，對電子元器件的要求很高，價格也隨之上漲。早先一顆大衛(wèi)星的研發(fā)成本，通常要數(shù)億元人民幣，現(xiàn)在整體造價仍需數(shù)千萬元。

“這么高的成本，我們自然負擔(dān)不起?！苯鹬俸蛨F隊一開始想的，就是如何用普通工業(yè)級元器件做衛(wèi)星，并進行皮衛(wèi)星一體化設(shè)計。這是個系統(tǒng)性工程。金仲和帶領(lǐng)團隊，從衛(wèi)星方案設(shè)計開始，完成開發(fā)、裝配以及相關(guān)驗證試驗。

2005年，邊長為15厘米的“皮星一號”研發(fā)成功;2007年5月25日，其搭載長征二號丁運載火箭飛向太空。但升空后，金仲和卻與它失去了聯(lián)系。

“升空后，它就一直沒開機?！苯鹬俸驼f，當(dāng)時“皮星一號”上天后杳無音訊，壓力非常大。連續(xù)兩周，相關(guān)科學(xué)家和工作人員每天都在尋找這顆皮衛(wèi)星，但最后還是放棄了。

發(fā)射失敗，意味著研究工作歸零。金仲和如今回想起來，仍覺得當(dāng)時“太想當(dāng)然”。

衛(wèi)星上天，要經(jīng)受在火箭中劇烈震動的考驗。到了太空，又面臨極冷、極熱的環(huán)境?！捌ば且惶枴痹O(shè)計時，并沒有充分考慮這些惡劣的環(huán)境。

另一個不可忽視的因素，就是制作工藝?！捌ば且惶枴庇烧愦髮W(xué)生手動焊接裝配，在工藝上有所缺陷。這一次后，金仲和明白，“皮衛(wèi)星研發(fā)，不是有想法就可以做的”。

經(jīng)過改進后，2010年9月22日，兩顆“皮星一號A”星發(fā)射成功，填補了中國在皮衛(wèi)星研究領(lǐng)域的空白。2015年9月，兩顆浙大的“皮星二號”衛(wèi)星上天;2020年6月，“皮星三號A”星發(fā)射成功。

通過三輪5顆皮衛(wèi)星的研制，浙大微小衛(wèi)星研究中心掌握了衛(wèi)星一體化設(shè)計和制造技術(shù)，衛(wèi)星主要零部件均為自主研發(fā)，極大縮減了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。

但在把皮衛(wèi)星做小、降低成本的同時，使其功能更強大，讓這一技術(shù)為民所用，也是該中心的當(dāng)務(wù)之急。

目前小衛(wèi)星的功能無外乎通信、遙感、成像、導(dǎo)航等功能。浙大于今年6月發(fā)射的“皮星三號A”星總重20千克，主要用于雷達和地面測控設(shè)備標(biāo)校。

他表示，現(xiàn)在一顆皮衛(wèi)星造價只需數(shù)百萬元，只用6個月的時間，便能完成整體設(shè)計。

“這樣一來，準入門檻降低了，造價低了，也為未來量產(chǎn)提供了可能?！苯鹬俸驼f，近年來，商業(yè)航天的發(fā)展也不斷迎來利好，政府層面支持、鼓勵國內(nèi)航天成果市場化的力度越來越大。

而從“皮星三號”開始，浙大微小衛(wèi)星中心也將正式面向民用需求，制作輕巧高能的皮衛(wèi)星。在未來一年內(nèi)，浙大將再發(fā)射20顆衛(wèi)星。