武大学生研发的卫星上天

2月27日11时06分，我国在文昌航天发射场使用长征八号运载火箭成功将22颗卫星发射升空，创造我国一箭多星新纪录。这22颗卫星中，有武汉大学自研的一颗“学生卫星”——“启明星”。

“启明星”由武汉大学宇航科学与技术研究院和遥感信息工程学院的老师和学生团队耗时三年研制成功。其中，50名左右从本科到博士的在校学生，是研究团队的主力军。

小小的“启明星”，老师搭台，学生唱主角。50名学生的三年心血，让这颗微纳卫星做到了诸多全球、全国第一，背后的故事耐人寻味。

■ “启明星”诞生于一次学生论文答辩

研发“启明星”的点子来源于一次学生的论文答辩，武汉大学遥感信息工程学院巫兆聪教授回忆说，在答辩时，学生多次表达有很多新的想法，但苦于没有合适的数据去研究验证。能用到的数据大多是国外的，而这些数据并不符合自己的需求。别人发布的不是自己想要的，想要的拿不着。

这让坐在台下的巫兆聪和金光教授深有感触，没有自己的卫星，哪会有自己想要的数据。金光打了一个比方说，我现在想了解长江流域武汉段状况的全貌，得有原始数据，原始数据一般都是国外卫星提供，它们有自己的观测角度、拍摄时长、成像时刻以及波段选择，不可能按照我们的要求及时拍摄测量。有了我们自己的卫星，今天发个指令马上拍摄，明天数据就可以传下来。

巫兆聪和金光一合计，既然已经具备团队的研制实力，何不自己筹集经费，设计、制造、发射自己的卫星。就这样，“启明星”在一场头脑碰撞中诞生了。

“启明星”上天，武汉大学宇航科学与技术研究院副院长毛庆洲形容说，推动了武汉大学遥感学科从软件向硬件方面的升级。巫兆聪教授说，武汉大学的遥感科学技术已经连续5年被一些学术机构评为世界第一。这次学生全程参与“启明星”的设计制造和应用研究工作，更加增强了他们对这个“世界第一”的自信。

■ 老师拿出800万元研发卫星

“启明星”项目的负责人金光教授曾长期在中科院长春光学所工作，是我国航天光学遥感卫星研发的领军人物，著名的“吉林一号”等卫星就是他的太空杰作。2019年退休后，他作为高端人才被引进武汉大学。武汉大学给予他1000万元的科研启动经费。2019年经费到位，金光教授拿出其中的500万元作为卫星研发费用，“启明星”项目正式启动。

武汉大学遥感信息工程学院李德仁院士在采访中介绍说，武汉大学近年来布局传感器卫星的研制发射，专门成立了宇航科学与技术研究院，在武汉大学和湖北省、武汉市的大力支持之下，引进了很多高端人才，金光教授就是其中一位。

拿出自己的科研经费搞卫星，金光教授的这一举动让李德仁院士印象深刻，“做人做事很爽快。”李院士说。

金光则表示，武汉作为中国航天的一个重要基地，没有自己的卫星载荷，总觉得缺了点什么，我就想拿着这笔钱贡献自己的一点微薄之力。

除了卫星研制的500万元，金光教授另外又从科研经费中拿出300万元作为发射费用。1000万元，一颗卫星用掉了800万元，金光教授说，无论研制还是发射，都太便宜了，划得来。

■ 全校张榜招学生团队

“启明星”放手让学生来做，是个大胆的想法，也是武大遥感学科老师们的共识。

武汉大学宇航院提出一种新教学理念——空间实验室。把卫星作为一种新型的教学平台，把实验室放在天上。金光教授介绍，这样学生可以通过和卫星的实时互动，在太空中设计、完成实验。

这其实是一个各单一学科背景的学生通过参与卫星的研制、发射、监测，全面熟悉掌握卫星相关技术及应用，成长成遥感领域复合型人才的过程。巫兆聪教授评价说，之前学生们多数做的是一些算法和软件开发，卫星的设计、制造比这要复杂得多。由软向硬的突破和提升，让学生们有一个系统工程全链条思维的锻炼。

欢迎每一个人，2019年4月，“启明星”团队在武大全校范围内张贴“招贤”海报，无论是本科生，还是在读的硕士生、博士生，只要愿意从事航天，有热情研制卫星者都可以报名，不同学科的多多益善。得到初步名单后，再经过教师团队的认真考核，从学术水平和科研奉献的精神，到对卫星项目有没有浓厚的兴趣，几经考量，最后确定下正式名单。

卫星研制一般分为机械、热控、姿态控制、星务、通信、电源动力等几大系统，筛选出来的“启明星”学生团队也有模有样，按照这些系统分成若干个研发小组，全程参与到了卫星研制中，从研制、管控、管理到后期应用4个环节，做到了真正的闭环。

从卫星提出想法到研制完成，历时三年多，其间，有的学生毕业离开。金光教授粗略地数了一下，参与“启明星”研制的学生大约有50人，学生不愧是“启明星”研发的主力军。

■ 学生创意催生8波段夜光遥感

“启明星”的一大亮点是它的夜光遥感，8个波段可以毫不夸张地说，后来居上。而这个创意是由一位女生提出的。

李津津是“启明星”学生研发团队众多女生中的一位，正是当时还在读研一的她提出来，能不能让启明星戴上“有色眼镜”？

过去的卫星夜光遥感是黑白的，只有明和暗的区别，美国的卫星只有一个波段就是如此。想要看到彩色，必须增加波段，只看到红黄蓝，还觉得太简单了，李津津的“雄心”是要看到夜晚的深蓝浅蓝、深黄浅黄、深红浅红等等，这样波段不断增加到8个，是之前我国同类卫星的3波段的两倍多。波段的增加，不是搭积木一般容易，专门从事夜光遥感的李熙教授说，从3到8，不是量变而是质变。

人眼可见光的频率是480～650纳米，而8个波段的“启明星”夜光遥感频率覆盖了400～1000纳米范围，也就是说，超过了人眼的可视范围。这样“启明星”看到的地球之夜，不仅像人眼一样逼真，而且更清晰广阔。

更重要的是，“启明星”夜光遥感的8个波段是可控可变的，像乐高一样任意搭配，在轨可编程，用户可以定制任意波段组合成像，这也是其他卫星不具备的功能。巫兆聪教授形容说，这种灵活的工作模式类似于人类戴上不同的“有色眼镜”看世界，想看红的就看红的，想看绿的就看绿的。看似一点提升，对我们的研究意义非常重大，学生利用这颗卫星突破教材、论文中学到的条条框框，按照自己的创意设计应用方案，给卫星下命令，以自己想要的方式观测地球，拿到数据以后再来验证当初的奇思妙想是不是合理、可行的，相当于学生的创新工作有了一个很好的试验场。

学生的建议得到老师们的认可，学生的大胆想法也让老师们认真思考，商量后大家觉得可以实现。从来没人干过的8波段夜光遥感定了下来。

■ 全国高校首创让学生“玩”卫星

研发卫星，和大学里组织学生参加机器人大赛其实是一样的，以学生为主体研制，在老师的指导下完成。全国高校“玩”机器人的很多，但能“玩”卫星的很少，武汉大学提出这个概念可以说是全国高校首创。以学生为主体研发卫星，既提升学生的学识、技术，让卫星飞上太空，也培养学生的使命感、自豪感还有自信，让卫星走下了神坛。

今年研二的柯诗韵负责卫星地面处理。她清楚记得5年前还是本科生时，上过一门《测绘学概论》，这门课由六位院士共同开设，在结课论文中，她写道，希望将来有一天，我国的遥感卫星不仅是科研人员手里的工具，同时也能够面向民众和学生，能够真正地惠及学生、普及民众。她欣喜地说，“启明星”就做到了惠及学生，之后的互联网卫星“珞珈3号”做到了普及民众，卫星真的“出圈”了。

以前卫星离我们几百、几千公里，现在只离我们十几厘米。这不但是距离上的突破，也是遥感学科育人落地上的很大突破，柯诗韵说，“启明星”在遥感卫星史上可能是一颗“流星”，但在他们心中却是一座里程碑。