世界首顆12U立方星發(fā)射成功 由西工大自主研制

作者: 2016年07月04日 來源:中國儀表網(wǎng) 瀏覽量:
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6月25日,西北工業(yè)大學(xué)研制的世界首顆12U立方星“翱翔之星”,搭載長征七號運(yùn)載火箭在海南文昌發(fā)射成功,順利進(jìn)入預(yù)定軌道。26日12時20分12秒,“翱翔之星”首次向地面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù),并被成功接收。
6月25日,西北工業(yè)大學(xué)研制的世界首顆12U立方星“翱翔之星”,搭載長征七號運(yùn)載火箭在海南文昌發(fā)射成功,順利進(jìn)入預(yù)定軌道。26日12時20分12秒,“翱翔之星”首次向地面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù),并被成功接收。
  

  學(xué)校校長汪勁松、副校長宋保維、何國強(qiáng),與航天學(xué)院等有關(guān)單位的負(fù)責(zé)同志和“翱翔之星”研制團(tuán)隊,在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心現(xiàn)場觀看了衛(wèi)星發(fā)射實況。黨委書記張煒、常務(wù)副書記趙瑞君,及有關(guān)單位負(fù)責(zé)同志,隨后在學(xué)校衛(wèi)星測控地面站見證了數(shù)據(jù)接收和處理實況。
  
  “翱翔之星”是國際上首顆12U立方星,是西北工業(yè)大學(xué)自主研制的第一顆微小衛(wèi)星,其主要任務(wù)是開展地球大氣層外光學(xué)偏振模式測量,為偏振導(dǎo)航技術(shù)的研究提供數(shù)據(jù)支撐。目前,該項目的后續(xù)任務(wù)正在實施中,將進(jìn)一步推動空間科學(xué)從研究到應(yīng)用的發(fā)展。未來“翱翔”系列衛(wèi)星還可應(yīng)用于伴飛巡視、對地遙感、數(shù)據(jù)中繼等領(lǐng)域。
  
  “翱翔之星”的成功凝聚著西北工業(yè)大學(xué)幾代航天人的心血,又是對我校宇航工程系的建立開拓者陳士櫓的告慰和紀(jì)念。
  
  
形成系列 致力于形成立方星的“中國標(biāo)準(zhǔn)”
  
  “巡天遙看一千河”,這顆星,自項目設(shè)立開始,就牽動著西工大師生的心!
  
  那么,閃耀太空的“立方星”到底是什么?
  
  立方星(CubeSat),是一種采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)的低成本微小衛(wèi)星。1U(Unit)立方星,體積為10×10×10cm;在此基礎(chǔ)上,可拓展為“2U”、“3U”甚至“12U”(20×20×30cm)。立方星是微小衛(wèi)星發(fā)展的主要方向,實用化的立方星技術(shù)2014年入選《科學(xué)》雜志年度十大科技進(jìn)展。
  
  以周軍教授為核心的西北工業(yè)大學(xué)陜西省微小衛(wèi)星工程實驗室在國內(nèi)率先開展立方星研究。目前,該實驗室已經(jīng)形成了2U、3U、6U、12U等系列化的立方星及其組件產(chǎn)品。部分組件已經(jīng)應(yīng)用于國外立方星。實驗室制定了立方星總體設(shè)計、系統(tǒng)集成和總裝測試的研制規(guī)范,可以在3—6個月內(nèi)完成1顆立方星的研制,具備了年生產(chǎn)10—20顆2~12U立方星的能力。
  
  在2015年舉行的第十七屆中國國際高技術(shù)成果交易會上,“翱翔”系列立方星獲優(yōu)秀作品獎。
  
  據(jù)“翱翔之星”副總設(shè)計師劉瑩瑩教授介紹,世界上的立方星主要以2U、3U為主。但由于其體積小,因此能夠開展的科學(xué)研究和應(yīng)用任務(wù)受到限制?!鞍肯柚恰?2U立方星的出現(xiàn)將大大拓展立方星的科學(xué)研究與應(yīng)用的領(lǐng)域。
  
  2016年,西北工業(yè)大學(xué)研制的12U立方星參加了歐洲立方星4S會議,得到了國內(nèi)外專家的好評。目前,實驗室正逐步形成12U立方星的國際標(biāo)準(zhǔn)。未來,立方星設(shè)計的部分國際標(biāo)準(zhǔn)將由中國科學(xué)家制定,這將大大提升中國在國際微小衛(wèi)星研制領(lǐng)域中的影響力和話語權(quán)。
  
  “中國自1970年4月發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星以來,應(yīng)用衛(wèi)星、載人航天和月球探測取得了巨大成就,在加強(qiáng)國防科技、普及航天知識和激勵公眾方面發(fā)揮了重要作用。但是,我們在空間科學(xué)發(fā)現(xiàn)、探索新知識、引領(lǐng)前沿技術(shù)變革等方面還遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期。高等學(xué)校的空間科學(xué)實驗與探索,包含了大量新思路、新設(shè)計等,應(yīng)該成為中國空間科技重大原始創(chuàng)新的驅(qū)動力?!标兾魇∥⑿⌒l(wèi)星工程實驗室主任,“翱翔之星”總設(shè)計師周軍教授說。
  
  
創(chuàng)新實驗 未來可開展衛(wèi)星定制服務(wù)
  
  據(jù)悉,這次上天的“翱翔之星”重量大約10公斤,運(yùn)行于350千米近地軌道,在軌壽命約為3個月。
  
  這個12U的立方星平臺包括結(jié)構(gòu)、熱控、電源、通信、姿態(tài)管理等分系統(tǒng),衛(wèi)星上搭載了高可靠星載計算機(jī)、微型三軸飛輪系統(tǒng)、小型GPS/北斗接收機(jī)、星載電源管理系統(tǒng)、小型抗輻射計算機(jī)、衛(wèi)星框架系統(tǒng)以及一體式衛(wèi)星地面測試儀等設(shè)備。
  
  “翱翔之星”有效載荷系統(tǒng)負(fù)責(zé)人黃河副教授介紹說:“現(xiàn)在已經(jīng)是大眾航天的時代。其實,衛(wèi)星技術(shù)離我們并不遙遠(yuǎn)。我們制作的立方星,大量使用的是商業(yè)級元器件,其成本與航天級相比少了很多,但是,可靠性就比較差。而我們這次發(fā)射的衛(wèi)星,就是要重點考察基于低成本商業(yè)化產(chǎn)品的微小衛(wèi)星,其可靠性設(shè)計、可編程重構(gòu)星載計算機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)?!?BR>  
  黃河表示,衛(wèi)星“巡游太空”的各種數(shù)據(jù),將會由設(shè)立在西工大的衛(wèi)星測控地面站接收處理。
  
  據(jù)悉,該星還是世界首次開展在軌自然偏振光導(dǎo)航技術(shù)驗證,該技術(shù)從偏振導(dǎo)航信息獲取的角度出發(fā),開展大氣層外偏振模式測量,這在國際上也具有“開創(chuàng)意義”。
  
  讓記者頗感興奮的是,未來,在全面產(chǎn)業(yè)化之后,該實驗室還可面向社會公眾開展衛(wèi)星定制服務(wù),比如通訊定制、地圖定制等等。屆時,“私人定制衛(wèi)星”將不再是夢想。
  
  
“造星”團(tuán)隊 推動立方星技術(shù)發(fā)展
  
  走近“翱翔之星”的研制團(tuán)隊,給人最直觀的感受就是“嚴(yán)”。這支由12名教師和20多名研究生組成的團(tuán)隊,對這個字可謂感觸良多,體會深刻。
  
  團(tuán)隊成員、青年教師劉睿博士說,“我們微小衛(wèi)星團(tuán)隊有很好的文化傳承,周鳳岐教授就是我們學(xué)習(xí)的榜樣。老先生80多歲了,每天堅持上班,認(rèn)真審視衛(wèi)星結(jié)構(gòu)和彈射器的圖紙,他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)感染了團(tuán)隊的每一個成員?!?BR>  
  “在航天企業(yè)參觀時我們注意到,技術(shù)員連上一個螺絲需要擰幾圈,都有嚴(yán)格的規(guī)定……這樣的嚴(yán)格規(guī)范讓我印象深刻?!焙教鞂W(xué)院研究生朱翔感慨地說,“其實,在我們實驗室內(nèi),也是如此。在這里,沒有‘可能、大概、差不多’這樣的話。今天你偷懶犯迷糊,明天一定會反過來懲罰你”——他對指導(dǎo)教師、電氣系統(tǒng)負(fù)責(zé)人劉光輝博士的這樣的“名言”津津樂道。
  
  “研制衛(wèi)星不是做玩具,我們需要絕對可靠?!敝煜枵f。
  
  航天學(xué)院研究生余冬至,參與該項目一年多來,和白博、薛國良、張佼龍等指導(dǎo)教師一道,為了完成衛(wèi)星的環(huán)境適應(yīng)性試驗,不知道熬過了多少個通宵,記憶深刻的“假期”就是“春節(jié)休息了7天”,但是也基本上是“睡”過去的,因為“太困了”。
  
  “各自模塊程序都好著呢,咋GPS信號一接入回路,控制系統(tǒng)軟件就出問題?”博士研究生楊中光百思不得其解,在2015年的暑期,為了弄清楚一個軟件的兼容性問題,他和王文杰、張凡等同學(xué)在李朋和盧曉東老師的帶領(lǐng)下,每天埋頭實驗室超過12小時,經(jīng)過40多天,幾百次的測試實驗,問題終于圓滿解決。
  
  此外,這個“造星團(tuán)隊”還有多名國外研究生參與項目研究。基于國家國際科技合作基地“移動平臺環(huán)境感知及空天應(yīng)用國際聯(lián)合研究中心”,荷蘭代爾夫特理工大學(xué)先后有5名研究生,參與了飛輪、小型抗輻射計算機(jī)和地球敏感器的研究。“翱翔之星”副總師于曉洲副教授說,“我們要通過建設(shè)一流的實驗條件,吸引國外一流大學(xué)的學(xué)生來開展合作研究,成為一個開展實質(zhì)性合作交流的開放平臺”。
  
  西北工業(yè)大學(xué)陜西省微小衛(wèi)星工程實驗室成立于2009年,是以微小衛(wèi)星的總體設(shè)計和系統(tǒng)集成、測試和應(yīng)用為主要研究方向的省部級重點實驗室。經(jīng)過多年建設(shè),已經(jīng)建成了完善的微小衛(wèi)星總體設(shè)計、組裝集成與測試條件,建成了陜西省高校首個衛(wèi)星測控地面站。
  
  2012年,該實驗室與比利時馮卡門流體力學(xué)研究所、美國斯坦福大學(xué)、荷蘭代爾夫特理工大學(xué)等共同發(fā)起歐盟QB50計劃,通過50顆立方星開展低熱層大氣參數(shù)測量。西北工業(yè)大學(xué)成為該項目的亞洲區(qū)總協(xié)調(diào)單位和三大任務(wù)控制中心之一。QB50項目得到了學(xué)校研究生院、教務(wù)處、科技管理部、國際合作處等單位的大力支持,同時成立了西北工業(yè)大學(xué)研究生微小衛(wèi)星創(chuàng)新基地,“翱翔之星”、“翱翔一號”等系列立方星的研制從此進(jìn)入了發(fā)展的快車道。西北工業(yè)大學(xué)研究生團(tuán)隊負(fù)責(zé)的2U立方星“翱翔一號”在陜西省首屆研究生創(chuàng)新成果暨創(chuàng)新成果洽談會上被評為特等獎。該衛(wèi)星將在今年年底由國際空間站發(fā)射,目前已經(jīng)完成系統(tǒng)的集成與測試,整裝待發(fā)。
  
  該實驗室先后發(fā)起并參與了首屆陜西省立方星設(shè)計大賽、全國研究生未來飛行器設(shè)計大賽、陜西省首屆微小衛(wèi)星載荷設(shè)計大賽等,吸引了全國20余所高校近萬名學(xué)生參與,形成了國內(nèi)立方星研制的熱潮。
  
  依托良好的實驗和國際交流條件,西工大將高水平研究和高端人才培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合,主題為“創(chuàng)建國際一流航天教學(xué)與實踐平臺,培養(yǎng)航天控制高端創(chuàng)新人才”的教學(xué)項目,獲2015年陜西省教學(xué)成果特等獎。
  
 ?。ㄔ瓨?biāo)題:西工大研制的世界首顆12U立方星發(fā)射成功)
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標(biāo)簽:12U立方星

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