世界首颗12U立方星发射成功 由西工大自主研制
- 2016/7/4 9:49:50 16220
- 来源：西北工业大学
学校校长汪劲松、副校长宋保维、何国强，与航天学院等有关单位的负责同志和“翱翔之星”研制团队，在海南文昌卫星发射中心现场观看了卫星发射实况。党委书记张炜、常务副书记赵瑞君，及有关单位负责同志，随后在学校卫星测控地面站见证了数据接收和处理实况。
“翱翔之星”是上首颗12U立方星，是西北工业大学自主研制的颗微小卫星，其主要任务是开展地球大气层外光学偏振模式测量，为偏振导航技术的研究提供数据支撑。目前，该项目的后续任务正在实施中，将进一步推动空间科学从研究到应用的发展。未来“翱翔”系列卫星还可应用于伴飞巡视、对地遥感、数据中继等领域。
“翱翔之星”的成功凝聚着西北工业大学几代航天人的心血，又是对我校宇航工程系的建立开拓者陈士橹的告慰和纪念。
形成系列 致力于形成立方星的“中国标准”
“巡天遥看一千河”，这颗星，自项目设立开始，就牵动着西工大师生的心！
那么，闪耀太空的“立方星”到底是什么？
立方星（CubeSat），是一种采用通用标准的低成本微小卫星。1U（Unit）立方星，体积为10×10×10cm；在此基础上，可拓展为“2U”、“3U”甚至“12U”(20×20×30cm)。立方星是微小卫星发展的主要方向，实用化的立方星技术2014年入选《科学》杂志年度科技进展。
以周军教授为核心的西北工业大学陕西省微小卫星工程实验室在国内开展立方星研究。目前，该实验室已经形成了2U、3U、6U、12U等系列化的立方星及其组件产品。部分组件已经应用于国外立方星。实验室制定了立方星总体设计、系统集成和总装测试的研制规范，可以在3—6个月内完成1颗立方星的研制，具备了年生产10—20颗2~12U立方星的能力。
在2015年举行的第十七届中国高技术成果交易会上，“翱翔”系列立方星获作品奖。
据“翱翔之星”副总设计师刘莹莹教授介绍，世界上的立方星主要以2U、3U为主。但由于其体积小，因此能够开展的科学研究和应用任务受到限制。“翱翔之星”12U立方星的出现将大大拓展立方星的科学研究与应用的领域。
2016年，西北工业大学研制的12U立方星参加了欧洲立方星4S会议，得到了国内外专家的好评。目前，实验室正逐步形成12U立方星的标准。未来，立方星设计的部分标准将由中国科学家制定，这将大大提升中国在微小卫星研制领域中的影响力和话语权。
“中国自1970年４月发射颗人造卫星以来，应用卫星、载人航天和月球探测取得了巨大成就，在加强国防科技、普及航天知识和激励公众方面发挥了重要作用。但是，我们在空间科学发现、探索新知识、前沿技术变革等方面还远未达到预期。高等学校的空间科学实验与探索，包含了大量新思路、新设计等，应该成为中国空间科技重大原始创新的驱动力。”陕西省微小卫星工程实验室主任，“翱翔之星”总设计师周军教授说。
创新实验 未来可开展卫星定制服务
据悉，这次上天的“翱翔之星”重量大约10公斤，运行于350千米近地轨道，在轨寿命约为3个月。
这个12U的立方星平台包括结构、热控、电源、通信、姿态管理等分系统，卫星上搭载了高可靠星载计算机、微型三轴飞轮系统、小型GPS/北斗接收机、星载电源管理系统、小型抗辐射计算机、卫星框架系统以及一体式卫星地面测试仪等设备。
“翱翔之星”有效载荷系统负责人黄河副教授介绍说：“现在已经是大众航天的时代。其实，卫星技术离我们并不遥远。我们制作的立方星，大量使用的是商业级元器件，其成本与航天级相比少了很多，但是，可靠性就比较差。而我们这次发射的卫星，就是要重点考察基于低成本商业化产品的微小卫星，其可靠性设计、可编程重构星载计算机等关键技术。”
黄河表示，卫星“巡游太空”的各种数据，将会由设立在西工大的卫星测控地面站接收处理。
据悉，该星还是世界开展在轨自然偏振光导航技术验证，该技术从偏振导航信息获取的角度出发，开展大气层外偏振模式测量，这在上也具有“开创意义”。
让记者颇感兴奋的是，未来，在全面产业化之后，该实验室还可面向社会公众开展卫星定制服务，比如通讯定制、地图定制等等。届时，“私人定制卫星”将不再是梦想。
“造星”团队 推动立方星技术发展
走近“翱翔之星”的研制团队，给人直观的感受就是“严”。这支由12名教师和20多名研究生组成的团队，对这个字可谓感触良多，体会深刻。
团队成员、青年教师刘睿博士说，“我们微小卫星团队有很好的文化传承，周凤岐教授就是我们学习的榜样。老先生80多岁了，每天坚持上班，认真审视卫星结构和弹射器的图纸，他严谨的作风感染了团队的每一个成员。”
“在航天企业参观时我们注意到，技术员连上一个螺丝需要拧几圈，都有严格的规定……这样的严格规范让我印象深刻。”航天学院研究生朱翔感慨地说，“其实，在我们实验室内，也是如此。在这里，没有‘可能、大概、差不多’这样的话。今天你偷懒犯迷糊，明天一定会反过来惩罚你”——他对指导教师、电气系统负责人刘光辉博士的这样的“名言”津津乐道。
“研制卫星不是做玩具，我们需要可靠。”朱翔说。
航天学院研究生余冬至，参与该项目一年多来，和白博、薛国良、张佼龙等指导教师一道，为了完成卫星的环境适应性试验，不知道熬过了多少个通宵，记忆深刻的“假期”就是“春节休息了7天”，但是也基本上是“睡”过去的，因为“太困了”。
“各自模块程序都好着呢，咋GPS信号一接入回路，控制系统软件就出问题？”博士研究生杨中光百思不得其解，在2015年的暑期，为了弄清楚一个软件的兼容性问题，他和王文杰、张凡等同学在李朋和卢晓东老师的带领下，每天埋头实验室超过12小时，经过40多天，几百次的测试实验，问题终于圆满解决。
此外，这个“造星团队”还有多名国外研究生参与项目研究。基于国家科技合作基地“移动平台环境感知及空天应用联合研究中心”，荷兰代尔夫特理工大学先后有5名研究生，参与了飞轮、小型抗辐射计算机和地球敏感器的研究。“翱翔之星”副总师于晓洲副教授说，“我们要通过建设的实验条件，吸引国外大学的学生来开展合作研究，成为一个开展实质性合作交流的开放平台”。
西北工业大学陕西省微小卫星工程实验室成立于2009年，是以微小卫星的总体设计和系统集成、测试和应用为主要研究方向的省部级重点实验室。经过多年建设，已经建成了完善的微小卫星总体设计、组装集成与测试条件，建成了陕西省高校卫星测控地面站。
2012年，该实验室与比利时冯卡门流体力学研究所、美国斯坦福大学、荷兰代尔夫特理工大学等共同发起欧盟QB50计划，通过50颗立方星开展低热层大气参数测量。西北工业大学成为该项目的亚洲区总协调单位和三大任务控制中心之一。QB50项目得到了学校研究生院、教务处、科技管理部、合作处等单位的大力支持，同时成立了西北工业大学研究生微小卫星创新基地，“翱翔之星”、“翱翔一号”等系列立方星的研制从此进入了发展的快车道。西北工业大学研究生团队负责的2U立方星“翱翔一号”在陕西省首届研究生创新成果暨创新成果洽谈会上被评为特等奖。该卫星将在今年年底由空间站发射，目前已经完成系统的集成与测试，整装待发。
该实验室先后发起并参与了首届陕西省立方星设计大赛、全国研究生未来飞行器设计大赛、陕西省首届微小卫星载荷设计大赛等，吸引了全国20余所高校近万名学生参与，形成了国内立方星研制的热潮。
依托良好的实验和交流条件，西工大将高水平研究和人才培养有机结合，主题为“创建航天教学与实践平台，培养航天控制创新人才”的教学项目，获2015年陕西省教学成果特等奖。
（原标题：西工大研制的世界首颗12U立方星发射成功）
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