探索空间科学探索新范式，他们“众筹”了一颗卫星
葛俊俊 实习生 董思楠
全球首张宽视场X射线聚焦成像天图、我国首幅太阳过渡区图像、国际迄今最亮伽马暴、国产量子磁力仪首次全球磁场勘测……由中国科学院微小卫星创新研究院(以下简称“卫星创新院”)研制的“创新X”系列卫星的首发星——空间新技术试验卫星在轨频频传来喜讯。
“创新X”首发星观测迄今最亮伽马暴。卫星创新院供图
近日，在上海市委宣传部组织的“中国式现代化奋进者”集中采访中，人民网上海频道记者走进位于张江的卫星创新院，近距离了解空间新技术试验卫星研制团队(以下简称“卫星团队”)，挖掘他们奋勇向前的拼搏故事。
“创新X”首发星搭载了中国科学院20余家单位研制的十余套载荷，自发射以来，已完成了44项空间新技术验证。部分技术产品已实现推广应用，现已转入常态化观测模式，仍在持续产出大量科学数据。
据悉，这种“众筹”卫星的模式为全国首创。2021年，随着运载火箭“力箭一号”首飞工程的立项，让科研领域上天观测、验证的新技术新想法得以推进并成功落地。
“创新X”首发星。卫星创新院供图
“创新X”意味着创新无极限，从项目遴选、构型设计到人员配置，创新体现在每一个环节。当然，创新也意味着更多的风险和不确定性。
经过遴选，最终确定搭载的新型载荷涉及天文、遥感、在轨制造等不同领域，参与团队来自中国科学院、北京大学、同济大学等20多个不同单位。
“此次遴选的新载荷、新技术产品，大部分都是在航天领域就差‘临门一脚’的基础研究和新技术。”卫星创新院副院长张永合介绍，各参与方自主投入的全新的“众筹”模式，相当于将数量繁多、类型迥异的新型载荷“凑”在一颗卫星上发上天，这给卫星研制团队带来了不小的挑战。
时间紧、任务重、经费紧张、人员有限，项目如何推进？
“我们调动一切可以调动的资源，参与技术开发。”由卫星创新院研究员张晓峰担任总师的卫星团队组建。这是一支年轻的团队，骨干力量多是85后、90后，人数最多的时候也不到20人，其中有一半成员是第一次独立承担项目。
卫星团队。卫星创新院供图
为确保项目有条不紊，团队采用了“双责任制”和“以老带新”模式，每个分系统由一位有经验的师傅负责技术和质量把关，再由年轻的徒弟主导方案设计和项目推进。
“一方面缩短研制时间和培育周期，一方面将科学院创新的文化基因传承下去。”张永合表示，老一辈科研人员将智慧和经验，通过言传身教的方式，传递给了年轻一代。年轻一代，则以创新思维和活力，为团队注入了新的生命力。“年轻人也在新项目中挑起大梁，为科学院培养更多的航天人才。”
这群航天人不怕累、不怕苦，不断试错、测试，齐心协力攻坚克难。面对新团队的磨合、新模式的适应以及短周期的需求等难题，铸星突击队提前制定了试验载荷接口规范、格式约定和验证要求，识别出风险项目，进行重点把控，快速迭代，协助完成了载荷设计工作。
卫星团队。卫星创新院供图
面对挑战，他们从不退缩：如载荷“多元化”需求为温度控制带来了巨大挑战，热控主任设计师刘鎏提到，团队在载荷热控设计上进行了多种探索，例如对含有伸杆的载荷开展动态平衡设计，使其适应-270℃-10℃的环境温度变化；在大功率载荷上设计展开式散热装置，使其更好地维持温度稳定。为了节约时间，结构副主任设计师李天童表示，在引入新插件时，省略了从三维图到二维图的制图过程，直接使用三维装备图，从而节约了近1个月时间。
由于卫星搭载了多套会对卫星姿态和轨道产生影响的推进载荷，任意一套推进系统出问题，都会对卫星的姿态和轨道产生影响。因此，在推进载荷工作之前，需要识别其工作异常对卫星产生的影响，提前准备故障预案。姿控主任设计师李津淞表示：“好的想法是创新的源泉，我们利用低等级的光纤陀螺和优化控制算法，最终实现了指向稳定度的提升。”
就这样，在团队的一直努力和不断尝试下，“创新X”被设计成了一个面向载荷动态集成的通用化的平台，不仅接口丰富，还具备高精度对日观测、对地观测、惯性定向等多种观测模式。此外，经过技术管理创新，实现了1年的短周期快速研制，各科研团队的成本也实现大幅下降。
2022年7月27日，“创新X”首发星成功发射；8月，获得首批科学成果；2023年1月，第二批科学与技术成果发布；7月，“创新X”科学航班计划启动。
“创新X”科学航班计划发布。卫星创新院供图
“创新X”首发星的科技成果丰硕，为后续“航班式”搭载模式创造了良好开端。张永合表示，该计划将继续探索空间科学探索与技术验证新范式。
据悉，科学航班面向全球征集有在轨验证需求的新载荷、新产品，利用“力箭”的发射机会，为全球科学家、科研机构、大学、空间公司提供全链条搭载服务。
卫星团队。卫星创新院供图
立于时代潮流，祖国的需要就是“国家队”的方向，极端宇宙、时空涟漪、日地全景......还有更多的核心技术期待中国突破。卫星团队表示，将以一往无前的奋斗姿态攀登更高的科学高峰，让中国卫星成为天地间一颗颗璀璨夺目的科学之星、希望之星。