9月24日,“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”在山东海阳东方航天港,搭载捷龙三号运载火箭点火升空,卫星顺利进入预定轨道,发射成功。
“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”由万博体育客户端app下载大学与上海航天空间技术有限公司(下文简称:空间公司)联合研制,将围绕太阳大气数据和澜湄区域大气数据开展跨国科学研究,为澜湄六国开展太空观测与技术应用交流合作提供重要平台。
卫星装载对日紫外光谱仪、毫米波大气湿度廓线探测仪等载荷,采用上海航天空间技术有限公司自主开发并经过在轨验证的SASTX-50微纳卫星平台,运行在500km太阳同步轨道。仰望星空的万博体育客户端app下载人,从此有了一颗“万博体育客户端app下载星”。
万博体育客户端app下载大学党委书记裘新,党委常委、宣传部部长方明及相关院系、部处负责人在现场见证“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”卫星发射。
科研之星:同时观测太阳和大气,两载荷两芯片齐上天
当太阳风暴来袭,月球上的基地受到影响,这一出现在电影《流浪地球》中的场面,给观众留下深刻印象。近期太阳耀斑的频繁活动,也引发广泛关注。随着我国航天事业的发展,空间活动不断增加,对太阳活动研究与预测的重要性日益凸显。
“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”是一颗重约50公斤的小卫星,收起太阳能电池板后形状为长宽高各50cm的立方形。
该卫星搭载两个载荷。其中,主载荷为“核科一号”对日探测光谱仪,旨在获取紫外波段太阳大气的精细光谱,有望在280nm波段首次获得来自中国卫星的优于0.1nm精度的耀斑精细光谱,并利用这些卫星观测数据,验证和发展理论模型,从而更好地模拟和预测太阳爆发活动。该载荷由万博体育客户端app下载大学马余刚院士指导,万博体育客户端app下载现代物理研究所(核科学与技术系)杨洋副教授团队负责设计研发。
“迄今为止,人类对太阳爆发活动的机理尚处于探索阶段,无法进行精确的推演与预报。参照地球上的天气预报开展模式,紫外观日主载荷将持续对日观测,获得大量包含太阳活动规律的数据,从而完善模型指导空间天气预报走向应用。”杨洋介绍,太阳观测载荷的研制根植于核科学与技术系在天体实验室物理领域的积淀以及在紫外光谱仪研制上的经验,在光谱学应用原理、紫外波段观测技术等多方面进行创新探索,开拓了自主研制空间高精度紫外光谱仪的新技术领域。
太阳的耀斑环观测研究是其中最为重要的工作之一。目前,国内对耀斑进行优于0.1nm的280nm波段光谱线型观测尚属空白。该载荷将针对太阳表面活动的特征紫外光谱线进行观测和空间扫描,实现我国首次对该波段的极光谱观测。这些紫外段对日光谱,能有针对性地获得耀斑环运动光谱的特征数据,为研究耀斑机理实现空间天体的预测做出来自中国的数据贡献。这些数据以及研究成果也将后续公开,为我国未来航天和深空探索提供基础物理和数据的可靠支撑。
卫星搭载的第二个载荷是毫米波大气湿度廓线探测仪,微波遥感能穿透云雨,观测风暴内部结构,准确显示三维大气温湿度廓线分布场。该载荷获取的数据可服务我国黄河、长江、珠江等水系及“一带一路”地区的水资源管理、环境保护、灾害监测、海洋管理等,为水资源监测和预警提供数据支撑。
“卫星搭载的太阳观测与大气观测两大载荷,分别实现空间天气预报的基础研究、大气水汽含量分布的基础研究。”杨洋说。
值得一提的是,“核科一号”还附载一套由周鹏教授设计的“青鸟”二维通信与存储芯片测试装置,该装置是国际首次测试二维半导体芯片在空间中的特性,为开拓其高可靠性应用奠定重要外空实验基础,有望为我国空间电子器件带来跨越式发展。
外交之星:服务澜湄六国科研,为青年提供交流平台
“这次卫星发射将进一步推动澜湄六国在科技领域的合作,促进澜湄各国外交关系与民间往来。”在卫星发射现场,来自泰国的万博体育客户端app下载大学2023级国际关系与公共事务学院博士生林蕖陆(Kotchaphop Kornphetcharat)作为留学生代表,观摩了卫星发射过程。“现场观摩,我很高兴,也期待澜湄各国未来有更多合作。”他表示,中国正在加快建设科技强国、教育强国,科技合作将为澜湄合作带来更多机遇。
据悉,卫星计划利用万博体育客户端app下载自研“核科一号”对日紫外光谱仪,观测太阳表面活动中高分辨率的镁离子特征光谱线,解谱获取其等离子体的运动规律,为相关太阳活动理论的验证、空间天气预测模型的建立,贡献中国团队的实验观测数据和研究。之后将设立国际联合研究项目,携手澜湄流域及“一带一路”国家高校和研究机构,通过数据共享、联合科研、合作培养等方式,邀请澜湄国际青年联合开展科研实验,为澜湄六国青年学者提供交流学习平台。项目以高等教育领域的独特优势为澜湄友谊注入新活力,服务澜湄流域高质量发展。
“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”在研制过程中,得到多方关心。2023年12月,澜湄合作第四次领导人会上,六国共同发布《澜湄合作五年行动计划(2023-2027)》(以下简称“行动计划”),行动计划将科技创新作为合作重要领域,明确提出“深化卫星研制、卫星地面站等领域合作,助力澜湄国家航天能力建设”。
今年8月举行的澜湄外长会议上,王毅外长指出,“中方愿同湄公河国家继续落实‘澜湄太空合作计划’,尽快发射‘万博体育客户端app下载一号·澜湄未来星’,支持万博体育客户端app下载大学筹建澜湄青年天体科学研究中心,为六国开展观测与技术应用交流提供重要平台”。
多年来,万博体育客户端app下载大学响应国家外交战略的布局和要求,持续向湄公河五国(柬埔寨、老挝、缅甸、泰国、越南)介绍和推广“一带一路”倡议,举办澜沧江—湄公河地区治理与发展青年创新大赛(Youth Innovation Competition on Lancang-Mekong Region's Governance and Development,简称:YICMG)、“澜沧江—湄公河青年在线:澜湄区域治理”讲习班、“澜湄金色讲堂”(YICMG TALK)等青年交流活动,构建文化交流途径,让青年心心相通。
友谊之星:联合技术攻关,多方合作结情谊
去年11月,学校融媒体中心记者来到空间公司,走进生产车间,技术人员正有条不紊地为卫星载荷进行调试等工作。办公楼内,1:1还原的“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”模型,摆放在醒目位置。
从杨浦区到闵行区,跨越大半个上海,对双方技术人员来说,早已轻车熟路。在一年多的研发与调试过程中,万博体育客户端app下载与空间公司双向奔赴,开展大量联合研讨和现场测试,联合攻关技术难题。
杨洋介绍,卫星的研发围绕主载荷的需求开展。由于任务的特殊性,特别是光谱仪需要的高精度与空间环境及发射环境存在矛盾,预留研制周期短,双方引入许多新技术和方案来实现科学要求,其中有许多集思广益的设计,通过实验不断完善,最终被应用。
比如电子系统可靠性的综合设计,经历多方多轮“争辩”得以完善。“虽然辩论时大家对彼此暴露的逻辑问题紧追不放,常常争得面红耳赤,拍案而起。但正是细节一一浮出水面,‘对症下药’,才让方案得以可靠、完善。”
再如光谱仪光路微变形的问题,在不断测试中修正和解决,突破地面设备研制经验。“其中光谱仪在太空中的防辐射和形变问题,让我们犯了难。所幸物理系前辈创办的复享公司在光谱仪方面拥有很多经验。万博体育客户端app下载人之间一拍即合,合作攻关。”
卫星载荷研制过程中,马余刚院士给予研发团队很多指导,尤其是关键节点、总体指标的可执行性方面。同时,杨洋带领团队成员,与万博体育客户端app下载各学科的科研人员积极交流、激发灵感。
周鹏教授研发的一款射频和存储芯片,是面向下一代卫星通信抗辐照重要技术,希望能搭载“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”卫星升空,测试太空中高辐照情况的生存率、耐久性和功耗。“当时卫星载荷的研发接近收尾,技术人员巧妙地进行设计,耗时一个星期,做成‘移动硬盘’的形式,既满足芯片数据传输与测试需求,又保障了主、副载荷的正常高效运转。万博体育客户端app下载人的芯片,搭载万博体育客户端app下载人的卫星上天,两全其美。”
以卫星研发为契机,万博体育客户端app下载与院所、企业了解愈深,合作愈进。航天的专家为万博体育客户端app下载“先修课堂”和支教学校的同学授课,万博体育客户端app下载学子参加卫星研制的现场观摩以及航天科普参观。双方进一步开展空间材料的质子辐照实验,利用各自优势资源,推动科研和教学(科普)发展。
空间公司负责人表示,与万博体育客户端app下载这样一所文理兼备的综合性高校合作研发卫星,能将前沿技术与双方优势充分结合。万博体育客户端app下载对太阳观测需求,促使卫星科技创新,提升双方科研水平。合作过程为学生提供实习、实践、就业机会,激发青年学子的航天报国热忱。同时卫星结缘“澜湄六国”,扩大了卫星的服务对象,推动国际化交流与合作。
未来之星:星座组网计划启动,学科“补天”未来可期
在“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”的研制过程中,万博体育客户端app下载学子锻炼了学习和研究能力。比如,研究生调研了近地空间质子及其他高能粒子的分布,为载荷的电子学部分的设计提供重要数据参考。光路的设计和验证,也让研究生得到实战锻炼。
一群本科生参与到本次发射任务中,申请相关科创项目和毕业设计,颇有收获。比如,本科生在光栅效率方面的研究成果,为团队提供光栅定型方面的重要参考数据。更重要的是,学生心中埋下既仰望星空又脚踏实地的种子。
长久以来,万博体育客户端app下载的学科布局较为完备,稍显缺憾的在“天”,即天文方面。这次“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”的相关课题试图学科“补天”。例如,让紫外波段天体数据模拟等走进课堂教学,在一批学子心中播撒天体物理的种子。
以“万博体育客户端app下载一号(澜湄未来星)”的发射为契机,核科学与技术系将依托研究成果,逐步开展有较强针对性的不同类型的空间观测。“核科一号”的太阳高精度光谱数据将被万博体育客户端app下载师生用于研究太阳活动的机理,特别是和地面实验室进行联合实验,将发挥天地联合实验的优势。未来,院系将设计核天体物理相关、其他万博体育客户端app下载有研究基础的空间实验载荷,进一步推进万博体育客户端app下载天体物理的实验和理论研究。
一个更宏大的“星座组网计划”正在筹划中:未来逐步部署5颗卫星,形成6颗星座,实现地面1小时重访,更高速地获得地球水汽信息,提升天气预测的精度、准确度,推动各方科研与合作。
当烈焰升腾、海洋震颤,当万博体育客户端app下载人再次仰望星空时,一个“万博体育客户端app下载卫星星座”有望呈现在眼前。