乘大巴跨越3000公里，他們開啟眾籌衛星新范式

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2022年5月，中國科學院微小衛星創新研究院（以下簡稱“衛星創新院”）空間新技術試驗衛星研制團隊的17名隊員從大巴車上下來，經歷了連續46小時的顛簸后，每個人的腿都腫得不像自己的。

但大家沒時間休息，馬上開始了在酒泉的工作，為“創新X”系列科學試驗衛星的首發星——空間新技術試驗衛星發射做準備。2022年7月27日，衛星搭載“力箭一號”順利進入太空。

如今距離發射已過去一年半，這顆外形酷似蜻蜓的衛星，仍在不斷工作，持續產出科學數據，團隊的骨干們已忙碌于新的任務。回憶起研制這顆衛星時的點滴，大家印象最深的，是齊心攻關的昂揚狀態。

今年初，得知被評選為2023年中國科學院年度團隊，他們表示，這不僅僅屬于空間新技術試驗衛星研制團隊，更是屬于這個項目中的所有單位。大家仍在努力，希望通過進一步降低平臺和發射成本，讓科學家有更多申請太空實驗的機會，促進我國基礎研究的發展。

中國科學院微小衛星創新研究院空間新技術試驗衛星研制團隊。本文圖片提供：中國科學院微小衛星創新研究院

“新”衛星和“新”團隊

2021年初，中國科學院“力箭一號”運載火箭首飛工程立項，基于“共擔風險、科學優先”的原則，空間新技術試驗衛星獲得了一個搭載上天的機會。

衛星創新院科學衛星總體研究所所長、工程副總師張永合介紹，“創新X”意味著創新交叉、創新無極限，從項目遴選、構型設計到人員配置，創新體現在每一個環節。

這是一種全新的“眾籌”模式，由各參與方自主投入，多個不同類型的載荷“湊”在一顆衛星上進入太空，以獲得太空科學實驗和技術驗證的機會。

空間新技術試驗衛星很快立項，在中國科學院的支持下，收到了上百份申請，經過認真篩選，確定將有19套載荷搭載這顆衛星。“我們遴選的新載荷、新技術產品，大部分都是在航天領域就差‘臨門一腳’的基礎研究和新技術。”

團隊隨之組建，由衛星創新院研究員張曉峰擔任總師，骨干力量多是“85后”“90后”，人數最多的時候，也不到20人，其中有一半成員是第一次獨立承擔項目。

為了確保項目順利推進，團隊采用“雙責任制”，每個分系統由一位有經驗的“師父”擔任主任設計師，負責技術和質量的把關，再由年輕的“徒弟”主導方案設計和項目的推進。

劉瑞和李天童是非常有代表性的一個組合，兩人同屬于結構分系統，分別擔任主任設計師和主管設計師。劉瑞將這項工作形容為“命題作文”，面臨的最大挑戰是如何將所有載荷都擺放在1立方米的空間上。

兩人在一個月的時間里，反復嘗試、調整，設計了上百個放置載荷的版本，其中有一臺全鋁自由曲面相機，始終找不到合適的位置。有一天他們突發奇想，把相機通過支架掛在了衛星的側面，發現能夠很好地解決散熱面的問題，同時把珍貴的頂部資源釋放了出來。

就是在這樣的不斷嘗試和靈感加持下，項目穩步推進，團隊中的年輕人也和這顆“新”星一起，快速成長。

受當時疫情影響，很多載荷單位無法現場開展試驗工作，總體主任設計師畢幸子和兩位隊員一起，完成了幾乎所有載荷的測試；合作團隊進不了現場，基于裝配說明書和遠程指導，李天童完成了帆板的安裝；被封控在家，熱控主任設計師劉鎏隨時在線，保障對包括這顆衛星在內的多個任務的遠程測試……項目結束時，團隊里的“90”后們，都已成長為可以獨當一面的多面手。

把五年壓縮到一年半

空間新技術試驗衛星的重量為620公斤，對于這種體量的衛星，一般需要3~5年的研制時間。然而，“力箭一號”原計劃于2021年年底發射，意味著從項目立項到發射，團隊只有不到一年時間——最后變為一年半。

這也是一個由衛星創新院自籌經費的項目，時間緊、任務重、經費緊張、人員有限，是擺在團隊面前的現實狀況。

為了節省時間以及降低成本，張永合一開始就定下了“一步正樣”的計劃，即從設計、生產測試、試驗，再到最后飛上太空的，都是同一個衛星。此外，團隊進行了很多大膽的嘗試：把原來型號剩下的鑒定件進行評估后再利用、復制已有的設計方案和接口、借用其他團隊的星載計算機做提前的測試和準備……

除了團隊本身，還需要協調所有載荷單位的進度。每一個載荷對應著至少一家單位，而其中很多都是航天領域的“新兵”。

衛星研制團隊同載荷單位保持密切溝通，提前制定了相關的規范、格式約定和驗證要求，并分發給他們，同時進行了多次線上輔導，幫助解決相關工程問題。

與此同時，載荷的數量也在反復變動，一度從19個增加到22個，最后有16個跟隨衛星進入太空——一方面，有新的載荷想要加入，另一方面，有載荷因為進度跟不上而不得不中途退出。

為此，團隊針對性地對衛星進行了設計：提供豐富的接口，能夠滿足不同載荷的機械接口、電接口及觀測需求；設置完善的故障隔離，確保個別載荷的故障不會影響整體。

在這些創新方法的加持下，衛星按時交付完成。張永合表示：“我們創造了很多方法，按照航天的方式去制定計劃流程，每一步都很清楚。”

乘坐大巴車跨越3000公里

2022年1月31日，春節前的最后一天，團隊順利完成了熱實驗的最后一個測試，成員們得以在春節期間稍事休息。

4月底，衛星具備出廠條件，將衛星順利運往酒泉則是新的問題——在上海疫情防控的特殊背景下，衛星的發射試驗隊員進入基地需提前完成14天的隔離。為保障衛星運到發射場后有人接應，團隊決定采取人星分離、三線保障的措施，將人員分為“接衛星”“送衛星”“運衛星”三批，通過公路前往酒泉。

最終，歷時74小時、經過17次檢查、跨越3000公里，衛星終于從上海順利運輸至酒泉衛星發射中心，順利完成卸車工作，并轉運至廠房。而由張曉峰帶隊的17名隊員，一同乘坐大巴車前往，一路在車上吃住，顛簸46個小時后抵達酒泉。

“一開始的通知是中途不能停車，特地提醒大家備上紙尿褲。我還擔心會有隊員不愿意去，結果點到的所有人都是立馬答應了。”張曉峰告訴《中國科學報》。

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中國科學院微小衛星創新研究院空間新技術試驗衛星研制團隊。

在發射場，團隊創下了另一個記錄——停留時間最長、留下人數最少。火箭原本預計5月發射，后來推遲到7月底，團隊在酒泉停留了3個月時間。發射場的人來來走走，最后只剩下7個人，分別負責4個不同的陣地，畢幸子更是單獨負責一個陣地的觀測。

一級點火、二級點火、三級點火、衛星釋放、帆板展開……7個人緊繃的神經終于松下，衛星的任務正式開啟。

而團隊沒有時間慶祝，做衛星飛控、去為另一顆衛星的發射做準備……大家隨即奔赴各自的下一個任務。

擔當比能力更重要

空間新技術試驗衛星發射以來，“全球首張寬視場X射線聚焦成像天圖”“我國首幅太陽過渡區圖像”“國際迄今最亮伽馬暴”“國產量子磁力儀首次全球磁場勘測”……好消息不斷傳出，目前已完成44項空間新技術的在軌驗證，部分技術產品已實現推廣應用。衛星為這些新發現做了很好的技術支撐。

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空間新技術試驗衛星發射任務取得成功。

但當問起印象深刻的事情，張曉峰首先想到的，是最后一次裝星時，把一個電纜裝短了。此時衛星即將出廠，已經來不及拆星重裝。最終臨時決定加做一個電纜，做一個轉接。

當晚，張曉峰立馬把所有的設計師召集起來，讓每個人思考還有沒有遺漏的地方。“我當時說，這個衛星雖然是自籌的項目，但它同樣承載了非常多科學家的期許，我們也要把它當成國家的大任務去看待。”

團隊中的每個人也都是這么想的，十分珍惜這次機會，也在期待這顆“新”星開創的模式，成為一種科學研究新范式。

順利發射一周年時，張永合與“力箭一號”運載火箭總設計師楊毅強共同發布了“創新X”科學航班計劃。該計劃將面向全球征集有在軌驗證需求的新載荷、新產品，利用“力箭”的發射機會，每年搭載4顆50公斤級科學微納星、2顆100公斤級科學微小衛星、1顆600公斤級科學試驗衛星。

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創新X首發星在軌試驗總結會。

航班的第二顆星，CATCH（Chasing All Transients Constellation Hunters）科學微小衛星將于今年6月發射，不足50公斤的衛星搭載了4個載荷，即將開展新一輪太空試驗。