绽放的紫丁香记哈工大学生微纳卫星研发团队.docx

1、绽放的紫丁香记哈工大学生微纳卫星研发团队我校“紫丁香二号”卫星成功发射 学生自主研发尚属国内首例2015年09月20日 08时40分41秒浏览次数：42171哈工大报讯（吉星 冯健 文/图）丁香寻夙梦，神箭裂苍穹。9月20日7时01分，由我校学生团队自主研发的“紫丁香二号”纳卫星在太原卫星发射中心成功发射。作为国内首次抓总研制并成功发射卫星的高校，我校已先后将“试验一号”、“试验三号”、“快舟一号”、“快舟二号”4颗卫星送入太空。与之前不同的是，成就此次五战五捷纪录的是平均年龄不到24周岁的在校本、硕、博学生团队。据悉，“紫丁香二号”是我国首颗由高校学子自主设计、研制、管控的纳卫星。“紫丁香二

2、号”重12公斤，对探索纳卫星在未来航天装备和国民经济建设中的作用具有积极意义。负责卫星总体设计兼测控的航天学院博一学子韦明川介绍说，卫星旨在构建飞行软件在轨试验平台，在空间环境中，对FPGA软件的可靠性等进行验证；同时，基于星上电子设备，可以进行全球航班、船舶等状态信息的收集和大型野生动物踪迹跟踪等任务；卫星还携带了一个工业红外相机，可实现对森林火灾、极端天气等造成的地温变化进行成像与监测。另外，作为试验平台，卫星搭载了两组新型超轻高精度敏感器，先期开展在轨测试，确保该产品在后续其它型号的成功实施。我校学生微纳卫星研发团队以卫星技术研究所为技术依托，凝聚了学校航空宇航与科学技术、力学、计算机科

3、学与技术、控制工程、机械工程、通信工程、电气工程、热能工程等8个学科的本科、硕士和博士研究生，是一支学科交叉研制学生队伍。团队汇聚了韦明川、郭金生、俞阳、吴凡、夏开心、冯田雨、王骋、张天赫、苗悦、邱实、胡超然、张扬雨、米明恒、张冀鹞、龚肇沛、裴乐等16名骨干学生，累计吸纳了40多名学生参与设计与研制。卫星发射【团队风采】绽放的紫丁香记哈工大学生微纳卫星研发团队2015年09月20日 08时42分11秒浏览次数：4515哈工大报讯（吉星 文/图） 发射卫星是韦明川的梦想，是他从大二到博一5年来一直不曾停歇的梦想。自2013年从电信学院考研到航天学院后，只要在学校，韦明川几乎就是长在了哈工大卫星技

4、术研究所。甚至有时候半夜一两点睡不着，他还轻手轻脚地起床，从一校区的学生公寓走回科学园里的实验室。夏天的风吹过脸庞，空气中弥漫着丁香花的味道，城市夜空的星星看不清楚，可是韦明川心中的星星却在闪闪发光。他不由地想起了2010年初，哈工大业余无线电俱乐部提出“紫丁香一号”小卫星研发方案时的情景。虽然当年志同道合的伙伴们有些已经各奔东西，可倾注了大家心血的卫星却一直做了下来。作为自主招生录取到哈工大的学子，中学时代的韦明川在创新实践和电子信息方面就有着不俗的表现。因为对无线电感兴趣，2009年秋入学不久，他就加入了哈工大无线电俱乐部。哈工大本身就有着自主研制小卫星的辉煌表现，2009年12月15日，

5、中国首颗业余无线电通信卫星“希望一号”发射成功的消息更是让韦明川萌生了自己动手研制小卫星的梦想。当然，在刚刚起步时，几乎没人相信他们会坚持做下去，更不会相信卫星能发射出去。时至今日，团队汇聚了韦明川、郭金生、俞阳、吴凡、夏开心、冯田雨、王骋、张天赫、苗悦、邱实、胡超然、张扬雨、米明恒、张冀鹞、龚肇沛、裴乐等16名骨干学生，累计吸纳了40多名学生参与设计与研制。当初一个人的梦想成为一个团队的梦想，并且梦想也真的实现了2015年9月20日7时01分，我国首颗由高校学生自主设计、研制与管控的纳卫星“紫丁香二号”在太原卫星发射中心成功发射，而“紫丁香一号”也将于2016年发射。缘起“紫丁香一号”和“紫

6、丁香二号”“是QB50工程项目让我们真正成为一个团队，并且凝聚出战斗力来，这期间王峰老师和李冬柏老师起到了非常关键的作用。”作为两颗卫星总体设计兼测控的韦明川说道。QB50工程由比利时冯卡门流体动力研究院联合欧空局等机构于2010年提出，受到欧盟第七框架协议支持，邀请全球高校参与，采用50颗立方体卫星组网，计划2016年底发射。QB50工程是目前世界上参与国家和地区最多的微小卫星国际合作项目，也将是一次发射卫星最多的项目。王峰是哈工大卫星技术研究所的青年教师。2010年11月，他在荷兰做访问学者时得知QB50工程将要启动后，马上咨询了航天学院院长曹喜滨，提出哈工大是否也可以组建学生团队参与此事

7、。“通过纳卫星国际项目的合作，可以加强与国际上顶级航天领域学校院所的交流机会，提升哈工大在国际航天领域的影响力；通过学生自主研制，掌握纳卫星的核心技术，拓展哈工大航天研究领域，同时对探索我国纳卫星的应用前景具有积极意义；采用学生独立设计、研制的方式，可以探索高校航天学科高层次人才培养的新模式。”基于这样的考虑，曹喜滨果断决定参与此事。机遇总是垂青有准备的头脑。2011年夏天，韦明川正在和哈工大业余无线电俱乐部的伙伴们为进展缓慢的小卫星计划苦恼不已。偶然在网上看到学校参与QB50工程的消息后，他难耐欣喜，第一时间找到了负责人王峰。一心想做卫星的韦明川和力促参与QB50项目的王峰不谋而合，双方相谈

8、甚欢，于是一边按照QB50工程要求制定卫星方案的同时，一边着手开始组建以学生为主的纳星研制团队。2012年1月，在学校科工院、航天学院的指导和大力支持下，在各相关部门的积极配合下，围绕“科研服务于拔尖创新人才培养”的目标，国内首个由学生亲自参与设计、研制、调试与应用的纳卫星团队正式成立。学校从资金上也给予了扶持。2012年5月，团队设计的“紫丁香一号”立方体卫星方案正式入选QB50项目。“紫丁香一号”纳卫星仅重2公斤，轨道高度约 350千米，在轨寿命约3个月，肩负着探索人类尚未涉足的90到300公里低层空间的重任。王峰介绍说，作为哈工大学生自己研发的科学与技术试验立方体卫星，“紫丁香一号”搭载

9、了离子与中性粒子质谱仪、非制冷红外相机、多模式数字转发器，用于开展大气低热层组成研究，实现对大气的中性粒子、带电离子的组成与分布、阻力参数、大气温度与磁场进行多点在轨测量，同时完成对地监测与业余无线电转发通信等功能演示。那“紫丁香二号”纳卫星又是怎么回事呢？参与了“试验三号”、“快舟一号”、“快舟二号”3颗小卫星研发的李冬柏是紫丁香系列纳卫星的总体技术指导。他表示，“紫丁香二号”是在“紫丁香一号”技术基础上研发的又一颗技术试验纳卫星。为支持我国纳卫星发展，国家于2013年专门立项。在曹喜滨的极力推动下，2014年3月，我校纳卫星研发团队正式提交参与此项目的意向书。对此，学校也是高度重视，再次于

10、财力和物力上给予了及时的支持。“紫丁香二号”是哈工大的第五颗卫星，重12公斤，对探索纳卫星在未来航天装备和国民经济建设中的作用具有积极意义。卫星旨在构建飞行软件在轨试验平台，在空间环境中，对FPGA软件的可靠性等进行验证；同时，基于星上电子设备，可以进行全球航班、船舶等状态信息的收集和大型野生动物踪迹跟踪等任务；卫星还携带了一个工业红外相机，可实现对森林火灾、极端天气等造成的地温变化进行成像与监测。另外，卫星作为试验平台，搭载了两组新型超轻高精度敏感器，先期开展在轨测试，确保该产品在后续其它型号的成功实施。在进度安排上，“紫丁香二号”要快于“紫丁香一号”。因此“紫丁香二号”虽然晚出，却在发射上

11、走在了前面。“我们团队以卫星技术研究所为技术依托，凝聚了学校航空宇航与科学技术、力学、计算机科学与技术、控制工程、机械工程、通信工程、电气工程、热能工程等8个学科的本科、硕士和博士研究生，是一支学科交叉研制团队。”结构与热控分系统负责人、2014级博士生郭金生性格温润，不急不躁，很有韧性，从硕士阶段就开始参与“紫丁香一号”。他表示，卫星是一项系统工程，单打独斗肯定不行。整个团队“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”，自己能跟大家一起携手并肩、共同奋斗，在卫星上留下努力成果很荣幸。在实践中学习，于协作中成长“紫丁香一号”属于立方体卫星（CubeSat）。所谓的立方体卫星是一种采用专用

12、设计标准设计的低成本纳卫星，成本较低，创新思想突出，尤其适合高校自主设计与研制。与传统卫星相比，立方体卫星体积小、重量轻，搭载发射机会多；研制周期短，一般为1至2年，与高校教学安排符合；可快速、机动发射；主要用于航天新概念、新原理、新方法在轨试验验证，可为空间在轨服务提供平台，也可为用户提供各类服务；能单独或组网运行，完成大卫星无法完成的任务。“紫丁香二号”虽然不属于立方体卫星，但是使用了立方体卫星的很多技术，很多工作继承自“紫丁香一号”。两颗卫星的管理与控制由我校地面站自主完成，业余无线电俱乐部的米明恒、张冀鹞、胡超然、吴庭丞等几位同学负责建设。“紫丁香系列纳卫星研制意义重大，所涉及到的不仅

13、是科研攻关上的创新，更有教学方法、管理模式、人才培养上的创新。好多人的毕业设计都跟纳卫星的研制有关。”校长助理、航天学院院长曹喜滨介绍说，哈工大是我国最早一批参与航天工程的院校之一，拥有自主研发卫星的丰富经验。纳卫星研制可以为国家培养新一代复合型航天人才、为学校建设世界一流大学做出有益尝试。在哈工大，教师能够形成跨学科合作的科研团队，学生也可以微纳卫星团队就是如此。为了更好地发挥学生的主观能动性，团队根据个人兴趣和专业背景的不同，同时结合卫星的研制需要，将大家编排为不同的小组，包括总体、测控、姿控、电源、星务管理、通信、结构与热控、测试与地面站等。卫星所里曾经参与过小卫星研发的青年教师李冬柏、

14、陈健、邢雷、董立珉、陈雪芹、李化义、李晖等都具有丰富工程经验，他们在团队中担任技术指导，让紫丁香系列纳卫星的研发少走了很多弯路。“以学生为主的研制模式给了我们充分的发挥空间，大家自主学习、钻研攻关，激发和锻炼了迎难而上、不怕困难的意志力，而跨学科、跨专业的协作攻关也让我们在一起结下了深厚的友谊。”韦明川如是说。2013年俞阳从电气学院考研到卫星技术研究所。在原有的电子学基础上，孙兆伟的现代小卫星系统技术专题，孔宪仁的卫星热控系统设计，耿云海、荆武兴的空间飞行器导航、制导与控制，张世杰的飞行器现代设计方法等课程让他对航天有了系统的认识，而亲身参与到纳卫星研发的具体环节更是让他真正了解了卫星，也得

15、以和大家一起理论联系实际，迅速提高专业技术水平。提及并肩奋斗的战友们，俞阳表示：“这是一支很拼命的队伍，每个人都有每个人的特点和特长。纳卫星项目培养了大家自主学习、钻研、攻关的能力，给予了大家极大的成长空间。现在无论遇到什么情况，每个人都可以很有底气地调整心态、承担风险、解决问题、完成任务。”“我们不是演习，是真刀真枪的战斗；不是象征性参与，是全身心去做。无论遇到什么困难，都尽量自己解决，老师踩过的坑我们也不能回避，即便不得已求助老师，有了之前的冥思苦想、反复实践，对专业技术的掌握也更加深入、透彻。”2014级硕士研究生吴凡是姿态控制系统负责人，早在大二时他就选了曹喜滨做本科生导师，并参与到“

16、紫丁香一号”任务中来。“理论上清楚了，有时实践起来还是有很大差别，也多亏了有李冬柏老师的指导。”有一次，吴凡在处理卫星初始入轨的消旋问题上遇到麻烦，无法解决出现的误差。当时李冬柏正在执行“快舟一号”发射任务，接到电话后耐心地做了解答。放下电话后，担心自己没说明白，李冬柏又给吴凡打过去，把认为没讲到的地方再次做了详细补充。“每当程序不顺利时就在草稿纸上画几笔，于是我的画技有了许许多多提升的机会。”跟吴凡一起负责姿控的苗悦是位真正的才女擅长绘画，喜欢古筝，写得一手好文章。心里有个航天梦、喜欢俄罗斯文学、品学兼优的她没有参加高考，2009年被特招到外国语学院学习俄语-飞行器设计与工程，双学位，学制5年。苗悦希望专业学得更扎实，为此她大三时放弃了公费留学俄罗斯的机会，毕业前放弃了俄语保研名额，并决定考研去卫星所继续深造。担心导师以为自己只会俄语不会英语而拒收，她就用英语考的研，考了82分。2014年苗悦如愿以偿考到航天学院，并进入纳卫星团队。