八个月创造的“希望”

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  很多人都想为孩子们做点事情,履行一份社会责任,种下一颗“航天种子”。于是,大家一起动手创造“希望”。
  2009年12月15日,希望一号科普小卫星伴随着遥感卫星发射升空。这是我们发射的第一颗用于科普试验的公益卫星。这颗承载着众多青少年科技梦想的科普卫星“体重”达60千克,将执行3项神圣“使命”:建立业余无线电空间通讯、进行太空摄影以及搭载青少年科学实验方案——“天圆地方”。这颗卫星运行在高度1 200千米的太阳同步轨道,绕地球运行一圈109分钟。这是一颗遵守时间的小卫星,当卫星飞越地球上任何一个地方,当地时间都是上午9点半。该卫星的研制人员花了两年的时间为青少年精心打造,并不断加以改良。由于卫星外观精美,希望一号科普卫星又被称为是航天人为小朋友精心制造的“金色巧克力蛋糕”。
  这颗美丽的“金色巧克力蛋糕”虽然花费了科研人员两年多的时间进行研制,但对于一颗搭载星而言,只有确定了轨道和火箭,卫星才能真正转入正样设计和研制阶段。所以在2009年3月份才正式确定了这两个条件,瞄准10月底出厂的目标真正展开研制。时间仅有8个月,这是一次很大的考验。
  虽然在此之前,卫星研制工作也在有条不紊地进行,但是围绕的是另一个搭载状态和约束条件来设计的。 “举例来说,之前为这颗星设计的是‘晨昏轨道’,即卫星经过某一个地区,正好是早上和晚上,这意味着卫星有足够的机会捕获能量;为了适应这次搭载要求,科研人员把卫星的轨道做了调整,卫星有四分之一的时间在阴影区,这就需要对卫星的能源系统做出调整,以便能够为卫星工作供应充足的能量。”
  更改的不仅是轨道参数,卫星所有的技术参数都要做出调整。面对时间“吃紧”的局面,设计团队按照“一步到正样”的研制思路展开工作,即卫星正样研制和技术验证工作同步进行。
  对卫星研制工作来讲,没有一颗试验星会直接进人正样星研制阶段。这个过程需要成熟的技术支撑和娴熟的工艺支持。卫星研制团队提出了“精确到0.1毫米”的要求。
  希望一号科普卫星是一颗为青少年设计的科普卫星,上天后将执行3项飞行任务,为了让青少年更好地了解卫星的工作状态,达到较好的互动效果,设计师们没少在细节上下工夫。
  为了让青少年看到从星上拍摄到的地球照片,研制人员采用了宽视角的CMOS相机。该相机视场达到140度,像素为100万,采用该相机拍下的一幅照片就有可能拍下整个地球全景,能够看到黑色星空下的地球,以及地球的边缘和明暗变化。
  卫星“打开翅膀”是让“两总”们最担心的一个环节。为了让卫星在空中更安全更可靠,设计师们为卫星减少了一个“展开太阳能帆板”的环节,此次研制人员为卫星装上了体装式电池阵,也就是为卫星披上“盔甲”——在卫星表面贴上蓝色电池片,以便在太空中实现光能向太阳能的转变。值得一提的是,此次卫星的能量转化率达到了26.8%,这个数字在卫星的能量转换中属于“高效”了。
  这次希望一号科普卫星是伴随着遥感卫星八号共同升空的,按照最初的设计,这枚长四丙火箭只需搭乘一位“乘客”——遥感卫星八号。火箭所有的技术状态都是围绕这位乘客设计的。2009年3月,火箭“两总”得到新的指示:长四丙火箭要搭载一颗“辅星”——希望一号科普卫星。当日寸火箭已经做完全部的测试,加一位“乘客”,这意味着火箭需要在硬件和软件两方面做出大量的适应性修改,也就是“技术状态史改”。
  搞型号的人部知道,“技术状态更改”是一个特别严肃和谨慎的事情。针对新乘客,火箭做了6项较大技术状态的更改。为了避免出问题,研制人员花了几个月的时间做了设计、分析、验证和一次全面的集成综合试验,确保万无~失。此次主星重量为1040千克,辅星重量为60千克, “体重”相差较大,辅星将在主星脱离箭体后40秒实施“星箭分离”。这意味着两星将在太空中实施“连环表演”,“我们的目标不仅是成功把乘客送入太空,更要保证两颗卫星在太空中‘和谐’生存,不要产生任何‘摩擦’。”长四丙火箭总指挥翁伟樑幽默地说到。
  这位“老总”说到兴头上,忍不住拿床头上的台灯作比喻, “三级发动机实现二级点火后,工作100秒,经过‘低头’的动作后,主星会首先在这个位置上分离。”他的手指向的是台灯的头部,“然后,箭体‘抬头’,将辅星从这个位置上弹出。”他的手又指向了台灯的尾部。“如果说哪一个环节让我最揪心,我觉得还是三级发动机的二次点火,但是从各项数据来看,还是比较满意的。”
  希望一号卫星成功发射升空了,它的总指挥兼总设计师张晓敏这样说:“我们更愿意把希望一号科普卫星的发射看成是一个信号——全民科技潮的回归。我认为每个人部要有~个梦想,在梦想和现实之间,科普就是最好的桥梁。”
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