電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）2月27日，隨著“長征八號”遙二火箭在文昌順利升空，這艘火箭也創(chuàng)下了中國航天“一箭多星”的最高紀錄，達到了同一艘火箭搭載22顆衛(wèi)星。這些衛(wèi)星大多來自各大高校所，其中，武漢大學的“啟明星一號”衛(wèi)星則是國內(nèi)首個以學生為研發(fā)主體的遙感衛(wèi)星。

當前，遙感作為工科，也是一門交叉學科，有諸多細分方向，各大高校在不同領(lǐng)域也具有不同的優(yōu)勢，比如北理工的自動化方向，上海交大、北航的航空航天方向，以及哈工大與山大的空間物理方向。而從工程的角度來看，能夠?qū)⒍ㄎ?、影響、衛(wèi)星軟硬件結(jié)合到一起做成遙感的體系來看，武漢大學位列國內(nèi)遙感技術(shù)前三甲之一。

沒有數(shù)據(jù)，那就自己造一個衛(wèi)星

在2019年，武漢大學研究生畢業(yè)論文答辯中，普遍反映了一個問題，在做研究時，缺乏水生植物分類的專用譜段，使用的都是國外數(shù)據(jù)，想要做新的實驗，但衛(wèi)星的工作模式卻是固定的，導致數(shù)據(jù)不太符合要求。

這也讓當時坐在臺下的武漢大學巫兆聰和金光教授深有感觸，于是他們提出來，既然沒有數(shù)據(jù)，那是否能夠讓學生自己研制一個可以靈活工作的衛(wèi)星，來獲得自己的數(shù)據(jù)。

想法一經(jīng)提出，也獲得兩位教授的一致認可。但問題在于，造衛(wèi)星并不是簡單的事情，成本也比較昂貴，經(jīng)費從哪里來呢？

為此金光教授提出可以將自己的經(jīng)費拿出來用在這一項目上，如果不夠還可以一起眾籌，自此，“啟明星”衛(wèi)星項目被正式推出。而這一項目也吸引到了50多名學生的參與，其中大多數(shù)為研究生，本科生參與者也達到20人。

從2019年5月份，項目正式啟動，到了10月份，衛(wèi)星的總體方案已經(jīng)設(shè)計了出來，若非受到新冠疫情的影響，這顆衛(wèi)星最開始的計劃在2021年初就會發(fā)射升空。

成本上來看，這顆衛(wèi)星花費了500萬元，發(fā)射升空需要300萬元，因此總成本達到了800萬元。不過對于在項目中的師生而言，這筆花費無疑是值得的。

巫兆聰教授評價到，此前學生多數(shù)做的是一些算法和軟件開發(fā)，衛(wèi)星的設(shè)計、制造比這些要更加復雜，由軟件向硬件的突破和提升，也讓學生們有了系統(tǒng)工程全鏈條思維的鍛煉。

“啟明星一號”衛(wèi)星

此次升空的“啟明星一號”衛(wèi)星不僅是第一個主要由學生參與研制的衛(wèi)星，同時還是國內(nèi)首顆可見光高光譜和夜光多光譜多模式在軌可編程微納衛(wèi)星。

值得一提的是，該衛(wèi)星個頭很小，重量只有19.2KG，不過麻雀雖小，五臟俱全，衛(wèi)星上還搭載了一臺可見光相機與紅外相機。

目前“啟明星”作為第五顆分離入軌衛(wèi)星，被發(fā)射進入距離地球表面536公里的環(huán)地軌道，衛(wèi)星表面與地球赤道夾角97度，繞地球飛行一圈96分鐘。

這顆衛(wèi)星的最大特點是搭載的三種載荷可以在白天獲取32譜段高光譜地球表面地物影像，夜間獲取8譜段夜光地球表面影像，全天獲取紅外遙感影像。尤其是這8譜段夜光遙感，更是技術(shù)上的一大亮點。

所謂夜光遙感，便是通過遙感技術(shù)從太空中觀測地球在夜間所發(fā)出的光芒，這些光芒大多由人類的活動所產(chǎn)生。

而在過去，衛(wèi)星的夜光遙感大多只是黑白色的，也就是只有1個波段。而要得到彩色的圖像，就需要將波段增加到3個，可以看見紅黃藍三色，這也是此前國內(nèi)大多數(shù)遙感衛(wèi)星的標配。

而“啟明星一號”的8個波段，不僅能看到紅黃藍三色，同時還能看出顏色的深淺，不過波段的增加，并不是像搭積木一樣容易，據(jù)專家透露，從3個波段到8個波段，不是量變，而是質(zhì)變。

人眼可見光的頻率是480-650納米，而8個波段的“啟明星”夜光遙感頻率覆蓋了400-1000納米范圍，已經(jīng)超過了人眼的可視范圍。同時衛(wèi)星上的8個波段是可控可變，能夠任意搭配，在軌可編程，用戶能夠定制任意波段組合成像，這也是其他衛(wèi)星所不具備的功能。

這對于研究有非常大的意義，學生可以利用這顆衛(wèi)星，突破教材的束縛，以實際數(shù)據(jù)去驗證結(jié)果，推動研究的進展。

造衛(wèi)星不難，難的是創(chuàng)新技術(shù)

此次發(fā)射的這顆“啟明星”衛(wèi)星，是該系列的一號，后續(xù)還會有不斷地升級組網(wǎng)的星鏈體系。這顆“啟明星”也被作為一顆教學平臺衛(wèi)星，具有相對低成本、快響應(yīng)以及高靈活性的特點，可以讓師生們與衛(wèi)星進行實時互動，進行自主測控和在軌試驗。

從1970年，中國發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”，半個世紀過去，衛(wèi)星也從稀少的產(chǎn)品，逐漸走向了普及，包括各大高校、企業(yè)都能夠申請發(fā)射自己的衛(wèi)星。

那么造一顆衛(wèi)星到底難不難呢？如果只是一顆微納衛(wèi)星（指質(zhì)量在10KG量級，具備實際使用功能的衛(wèi)星），那可能真的不會太難。

比如此前B站發(fā)射了一顆自己的通信衛(wèi)星，還有如馬斯克的星鏈計劃，使用的基本都是微納衛(wèi)星。

從技術(shù)上來看，如今的衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)相當成熟，如果只是單純只用來拍照的話，那么只要中小學生便能完成。

2016年，北京八一學校40余名中學生便全程參與研制了“八一·少年行”衛(wèi)星，該衛(wèi)星成功升空，在太空完成拍照、通信等任務(wù)。

而在2015年，美國圣托馬斯莫爾教會小學的學生，便設(shè)計制造除了一顆立方體STMSat-1衛(wèi)星。值得一提的是，該項目受到美國NASA的支持。

顯然，如今制造衛(wèi)星已經(jīng)成為當前各大學校人才教育的一個項目，對于中小學而言，造衛(wèi)星主要在于計劃學生科普的興趣；對于高校而言，如何去通過造衛(wèi)星的過程，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新以及教育培養(yǎng)的目的才是關(guān)鍵。

那么是否能夠?qū)⒃煨l(wèi)星當做未來創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一種“常規(guī)”手段呢？對此，武漢大學的金光教授表示，造衛(wèi)星不僅僅需要經(jīng)費支持，還需要強有力的師資，二者缺一不可。

顯然，目前來看，將造衛(wèi)星納入到常規(guī)教育還為時尚早，但至少如今的衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)越來越“接地氣”了，也標志國內(nèi)衛(wèi)星制造技術(shù)實力的進步。