武大50名学生将卫星送上天！用了老师800万经费，搭长征八号升空

　　

晓查 萧箫 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

一趟火箭载着22颗卫星成功上天，长征八号这次又刷新了一波历史纪录。

而且其中一项，还是武汉大学参与打破的。
国内第一颗由学生自研的遥感卫星“启明星一号”，顺利发射入轨！
没错，这次卫星从研制、管控、发射到后期监测，包括创新点设计在内，全程都由学生来主导，一共有50多人参与其中。

△图源：湖北日报
发射成功后，学生们就能直接与卫星实时“互动”，在太空中完成设计和实验。
简直解锁了搞科研的新姿势有木有！

要知道，在遥感领域，数据是科研关键，然而此前学生们可用的数据大多来自国外，难以用来验证一些科研上的新想法。
现在武大有了自己的卫星，“今天发个指令马上拍摄，明天数据就可以传下来”。
话题一出就在网上火了，有网友表示，赶紧让代码替自己看一看银河：

也有武大校友调侃“别人造卫星，我在凑数”

那么，这颗“学生自造”的遥感卫星，究竟长啥样？
最大亮点由研一学生提出
这颗遥感卫星，也是我国首颗可见光高光谱和夜光多光谱多模式在轨可编程卫星。
它的大小只有40×30×40cm，重19.2kg，搭载可见光和红外相机各一台。

△图源武汉大学官方微博
而在技术上，它最大的亮点之一，就是8波段的夜光遥感。
　　

夜光遥感，利用遥感技术从太空观测地球在夜间发出来的光芒，这些光芒大多由人类活动产生。

但在之前，卫星的夜光遥感图像大多是黑白的，也就是只有1个波段。
如果将波段增加到3个，就能看见红黄蓝三色的彩色图像，这也是我国之前大多数遥感卫星的技能。
然而，要想将夜光遥感的波段增加到8个，也就是除了红黄蓝三色以外，还能看见颜色的深浅，类似的研究还很少。
因此包括参数调整等实操在内，基本都需要自己研究完成。
在经过尝试后，最初提出这个“8波段夜光遥感”创意的研一女生李津津，又进一步在原有的方法上进行了改进，增加了数据测量的精度。
据湖北日报介绍，人眼可见光的频率是480-650nm，而8个波段的“启明星”夜光遥感频率则覆盖了400-1000nm范围。
也就是说，“启明星”看到的夜光遥感成像，超过了人眼可见光的覆盖范围。
其他参与的学生们，有不少都来自武汉大学宇航科学与技术研究院。
最终做出来的卫星，不仅能获取高光谱、夜光和红外遥感图像，而且还能被应用于水体环境监测、地区森林覆盖率观测、城市规划及地区经济发展态势分析等领域。

△图源武汉大学
但据武大介绍，这颗卫星的提出，其实“源于一次论文答辩”。
据武汉大学遥感信息工程学院巫兆聪教授表示：
　　

论文答辩时，有不少学生们都有很多新的想法，但苦于没有合适的数据去研究验证。
当时能用到的数据大多是国外的，但这些数据并不符合需求。

整个项目从研发到测试，一共花费500万元。

△团队部分学生代表合影，图源武汉大学
研发成功后，团队恰好又遇到了长征八号火箭，可谓天时地利人和，因为长八是用于小卫星低轨道低成本的火箭，整个发射费用降低到300万元。
对此，项目负责人金光教授表示：
　　

300万的发射太便宜了。

不仅如此，这颗卫星的数据，还会开放给全球所有高校和科研院所免费使用。
据说就连联合国卫星中心、地球观测组织等机构都在排队了。
“启明星一号”是“启明星系列星座计划”的首发卫星，整个计划由多颗遥感卫星组成。
在这之后，包括它的地面测控与数据接收，都由武汉大学遥感卫星地面站来完成。
造一颗卫星到底难不难？
绕地球飞行的人造航天器无论大小，都可以叫人造卫星。
武汉大学发射的这枚“启明星一号”属于微纳卫星。微纳卫星通常指质量在10千克量级、具有实际使用功能的卫星。
随着火箭发射技术的完善，以及市场需求的推动，这种体积小、研发周期短的微纳卫星开始发挥越来越重要的作用。
除了武汉大学“启明星一号”的遥感用途外，微纳卫星还可以用在通信、地质勘探、环境与灾害监测、交通运输、气象服务、科学实验等领域。
像马斯克的星链就是一种用于通信的微纳卫星。
另外，这次长八还携带了另外两个高校卫星，一颗是来自西安电子科技大学的“西电一号”卫星，将用于秦岭地区生态环境保护，另一颗是来自华北水利水电大学的“巢湖一号”卫星，则用于水利和防灾等领域。

那么造一颗微纳卫星到底难不难？主要是看其功能。
如果只是简单到给地球拍照，那么小学生也可以做到。
比如2016年5月16日，美国弗吉尼亚州所小学的学生，就曾把一枚立方体卫星发射升空。
同年12月28日，我国北京市八一学校40余名中学生全程参与研制的“八一·少年行”卫星，也成功进入太空，完成了对地拍摄，无线电通讯等任务。
而高校发射的卫星更重要的是科研意义，技术含量不可同日而语。
“启明星一号”耗时3年，需要完成从硬件到软件的全部设计，从研发遥感相机、陀螺仪，到数字卫星系统，再到后面的仿真都要学生反复测试。
还配备AI模块，可以在卫星上成像，并完成目标提取、定位等任务。
而学生发射卫星最重要的意义在于，随着火箭发射成本的降低，有越来越多的学校可以负担得起发射费用。
无论是小学还是中学大学，发射卫星这件极具参与感的事情，都有利于培养学生的航天兴趣。
一箭22星填补国内空白
回到这次发射的“一箭22星”来看，长征八号遥二火箭这次也创下了不少记录。
一方面，此次长征八号遥二火箭，创下了我国单次发射卫星数量最多的纪录。

长征八号是我国研制的中型主力运载火箭，2020年12月7日首次发射即获成功。
它填补了近地轨道3~4.5吨运载范围的空白，可以承担80%以上的中低轨发射任务。
而一次要将这么多卫星安全顺利送达目的地，要解决很多难题：
如何在整流罩内放下22颗卫星？
如何精准把22名“乘客”运送到位？
来自不同单位的卫星之间如何协调？
最终，这些问题都在一年内快速得到解决，并在发射时一共完成了12次分离动作，创造了中国航天的新纪录。
另一方面，这次的成功发射，也刷新了长征火箭最短发射间隔的纪录。
据中国航天报介绍，长征八号运载火箭是目前我国中低轨运力最强的商业火箭。
有了这次长征八号遥二火箭的成功探索，我们今后应该也能看到更多的一箭多星的密集发射任务了。
值得一提的是，这次发射的22颗卫星，来自国内的7家商业航天企业。
随着更多的低成本商业化卫星成功发射，说不定以后你们学校也有机会在太空里写下自己的代码了。（手动狗头）
参考链接：
[1]http://news.cnhubei.com/content/2022-02/27/content_14533736.html
[2]https://mp.weixin.qq.com/s/1fERK4vfmdZvVYsUuxlE-w
[3]https://www.nasa.gov/feature/first-cubesat-built-by-an-elementary-school-deployed-into-space
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/HPBEFxmOT5Ii1uiRWReusA
[5]http://finance.people.com.cn/n1/2022/0227/c1004-32360647.html
[6]https://finance.sina.com.cn/tech/2022-02-27/doc-imcwiwss3174040.shtml
[7]http://www.spacechina.com/n25/n2014789/n2014804/c3455217/content.html

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