逐梦寰宇问苍穹!丰台少年“双星”的前世今生

逐梦寰宇问苍穹!丰台少年“双星”的前世今生
2024年04月16日 11:38 北京日报客户端

“5,4,3,2,1,点火……”2016年11月10日上午7:42,在中国酒泉卫星发射中心,伴随着长征十一号固体火箭直穿云霄,丰台少年一号卫星顺利搭载升空。作为中国历史上第一颗由中学生参与研制的卫星,丰台少年一号卫星的成功发射开启了中国青少年航天教育的新篇章。不久后,丰台少年二号卫星项目启动,并于2022年12月9日顺利搭载升空。如今,两颗卫星仍然在正常工作,服务于全国青少年以及无线电爱好者的应用与学习。

十年一剑 少年飞天梦圆

时间回到2011年的3月,为纪念我国航空事业奠基人钱学森诞辰100周年,依托丰台区东高地青少年科技馆(以下简称东高地科技馆),中国运载火箭技术研究院(以下简称航天一院)、北京市教委、北京市科委、北京市科协和丰台区政府共同创建了钱学森青少年航天科学院。指导专家、中国科学院院士刘竹生也在那时首次提出了中学生研制小卫星的倡议,并得到了众多专家和教育行政部门领导的认可,中学生的飞天梦正式拉开序幕。

同年9月,在中国科学院院士余梦伦和众多专家的带领下,北京十二中钱学森航天实验班的12名高中生开展了十二个课题的学习,成功研制出了初样星,并在2012年全国科普周北京主会场进行了展示,引起不小的轰动。神舟飞船总设计师戚发轫院士现场表示:“这颗小卫星在设计和制作上符合发射要求。”

得到了如此高度的肯定,东高地科技馆的馆长张云翼内心非常激动。“我马上就准备材料,跑到航天一院向领导们汇报发射卫星的事宜,但发射卫星远没有我们想象中那么简单。”他解释道,第一,卫星发射要行政审批,需要上报国家相关部门;第二,卫星发射前的测试,需要经过热真空和振动测试,测试费用近几十万元;第三,搭载(发射)的费用高达几百万元;第四,由于采取搭顺风车的方式,即在主星确定的情况下,根据火箭剩余的空间、载荷量来确定卫星的形状和重量。“不仅仅是费用,更重要的是我们前期研制出来的初样星不能满足搭载要求。”张云翼说。

但卫星的研制并没有就此搁浅,接下来的时间里,东高地科技馆项目组的老师们明确了先确定搭载火箭,再进行卫星研制的思路。通过不断地努力,项目组得到了中国航天科技集团、航天一院以及区教委的大力支持。

在此基础上,2016年,丰台少年一号卫星课题研究启动,北京十二中、北京十八中、北京市航天中学3所学校6名学生在专家龚万骢老师的指导下,利用周末和节假日时间,系统地学习了卫星结构、星箭分离、卫星电源技术、星地无线电通讯、卫星发射场的雷电探究与防治、卫星轨道的分析和计算、太空环境对食用菌的影响等7个专题的内容,并参与卫星研制、星箭匹配、卫星测试,同年11月10日丰台少年一号卫星成功发射升空。通过研制卫星,学生们真正地把书本上学到的知识运用到了实践当中,得到了科学素质的全面提高,也让项目组的老师们坚定了继续研制丰台少年卫星的决心。

锲而不舍 少年再翔苍穹

“叮铃铃,这里是少年梦想二号卫星,恭喜你找到宝藏。作为小卫星研发的参与者,从2017到2022,我见证了它从设计到发射,也从高中步入大学。”这是一段存储在丰台少年二号卫星上的录音,由课题组学生刘梦泽录制。这段声音也伴随着卫星的升天,遨游在浩瀚的宇宙之中。

2017年4月23日,丰台少年二号课题启动。有了第一颗卫星的成功经验以及社会影响力,课题组决定扩大学生参与的范围,让更多的青少年感受航天、立志航天。通过面试遴选学生,来自北京市丰台区、海淀区、西城区10所学校的31名中学生入选“丰台少年二号”课题组。如果说第一颗卫星是让孩子真切的参与和感受卫星研制的方方面面,那么丰台少年二号则是让孩子们真正学习卫星研制的理论并亲手操作。31名学生系统学习了航天和无线电技术基础,包括运载火箭、卫星工作原理、人造卫星的应用、卫星结构和电源设计、卫星星体和电源制作、卫星遥控遥测和无线电通信等8个专题内容,进行了教学卫星组装、卫星结构设计、卫星测控与卫星无线电中继通信等内容的学习和实践。

一年后,在由丰台区政府和航天一院主办的庆祝中国航天日主题活动上,丰台少年二号暨少年梦想二号科普卫星首次揭开神秘面纱。在此期间,丰台少年二号卫星不断完善其功能,在丰台少年一号卫星无线电通信的基础上,增加太空摄影、图像发送、实验搭载等功能,质量与体积也比之前的一号卫星大了许多。同时,东高地科技馆总结梳理小卫星课程,开发出《青少年航天基础课程》丛书共5个分册,于2019年4月正式出版并向全区中小学推广使用。

不过,出乎意料的是,二号卫星的飞天历程比一号卫星更加坎坷多舛。受新冠疫情、搭载时机等因素影响,原搭载长征二号丙运载火箭计划因故延期,直至2022年初,才迎来了新的搭载机会,获准搭载捷龙三号运载火箭首飞。

好消息是鼓舞人心的,但新的运载火箭就需要对卫星进行改进适应。经过半年多紧锣密鼓地研究,新的丰台少年二号正样星顺利研制成功。尽管疫情没有完全结束,但卫星测试工作有序进行,课题组先后开展了星箭电气接口对接试验、卫星分离部署器与火箭的分离测试、星箭机械接口对接试验和真空热试验等,最终卫星测试结果均符合发射标准。

与此同时,为让更多青少年参与其中,东高地科技馆策划组织了“语音赠言征集活动”和“首日封设计征集活动”。最后在二号卫星上搭载了征集上来的66段影音和69张有代表性照片,而刘梦泽的语音就是其中之一。

2022年12月9日14时35分,丰台少年二号暨少年梦想二号科普卫星(代号CAS-5A)搭载捷龙三号遥一运载火箭在位于黄海海域的海上发射平台上发射升空,724秒后卫星顺利从运载火箭分离进入预定轨道。

星河浩瀚 携手共赴璀璨

丰台少年二号卫星入轨后,便向全世界免费开放使用。在发射不到8天的时间里,已有来自亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲、非洲等共50个国家的无线电爱好者接收到了二号卫星的信标信号。卫星进入预定轨道后,老师和学生们还利用二号卫星太空摄影功能实施对地拍照,接收来自太空的影像。

其实,早在丰台少年一号卫星成功发射后,丰台区教委便在东高地青少年科技馆、北京十二中、北京十八中、首师大附属云岗中学等四地建立卫星地面接收站,推动关于两颗卫星应用的相关课程实施。直到今天,老师和学生们仍然可以接收到丰台少年一号卫星的信标信号。“这也算是一个‘惊喜’吧,本来一号卫星的寿命只有半年,没想到到现在仍然可以为孩子们的学习服务。”张云翼感慨地说。

在2023年庆祝第八个“中国航天日”活动上,东高地科技馆策划组织了“小星星,大梦想”CAS-5A“丰台少年二号”科普卫星国际无线电通联活动。参与者有来自丰台区、海淀区多所学校,以及江苏省的学生和教师,还有来自日本、俄罗斯的无线电爱好者。活动现场,大家都怀着激动心情期待着再次与丰台少年二号卫星的邂逅。13时25分,卫星进入北京上空,通联环节开始,各地的学生和爱好者们在电波上相互交流、传达问候。孩子们的航天梦想也随着无线电波,与这颗小星星一起在星河璀璨的太空中遨游。

“丰台少年‘双星’的成功发射背后,我们需要感谢的人有很多。是默默付出的专家、领导和教师们,共同托起了孩子们的航天梦想。”张云翼说。14年来,东高地科技馆以钱学森青少年航天科学院为平台,以丰台少年“双星”为契机,探索出了一条拔尖创新人才早期培养的实践之路。“下一步,我们也会继续丰台少年卫星项目,同时,聚焦大中小学衔接的创新人才培养机制,不断突破创新,把立德树人贯穿在航天科技教育全过程中,为青少年科技后备人才的培养而不懈努力。”

学生感言

丰台少年一号课题组学生孟繁鑫:当我第一次亲手制作天线、接收到卫星信号、听到“滴滴”声音的时候,我的内心无比激动,那一刻,我觉得航天其实离我们并不遥远。丰台少年二号课题组学生吴奕晓,现就读于北京航空航天大学:回想起来,这是我第一次真正意义上近距离接触航天。我从中学到的远不只是科学技术与知识,更是一种科学的思维方法以及内心的成长,是脚踏实地、一丝不苟、刻苦钻研、不畏困难。一颗卫星很小,但却承载了无数人的心血与汗水,更是我们共同的航天梦想。

(文/张秋颖;来源:现代教育报)

海量资讯、精准解读,尽在新浪财经APP

VIP课程推荐

加载中...

APP专享直播

1/10

热门推荐

收起
新浪财经公众号
新浪财经公众号

24小时滚动播报最新的财经资讯和视频,更多粉丝福利扫描二维码关注(sinafinance)

股市直播

  • 图文直播间
  • 视频直播间

7X24小时

  • 04-01 宏鑫科技 301539 10.64
  • 03-29 灿芯股份 688691 19.86
  • 03-27 无锡鼎邦 872931 6.2
  • 03-25 中瑞股份 301587 21.73
  • 03-22 广合科技 001389 17.43
  • 新浪首页 语音播报 相关新闻 返回顶部