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北航成功发射亚太空间合作组织大学生小卫星-1
2021-10-15 09:52
北京航空航天大学
作者:

  2021年10月14日18时51分,亚太空间合作组织大学生小卫星-1(APSCO-SSS-1)在我国山西太原发射场搭乘长征二号丁运载火箭遥53成功发射。

  亚太空间合作组织大学生小卫星-1是中国首颗采用中国航天项目管理流程和规范,国内外大学生联合研制、北航师生负责系统设计和研发的30kg级微小卫星,也是由北京航空航天大学牵头开展的亚太空间合作组织大学生小卫星项目中(简称APSCO-SSS)的主星。

  该卫星体积为350×350×700mm,重36kg,运行于517km的太阳同步轨道,此次发射任务将对盘绕式伸展臂机构在轨展开技术、ADS-B空管接收机在轨技术进行验证,并进行遥感成像。卫星的研制成功填补了中国大学开展国际合作研发小卫星的空白。

  共赢——一颗国际合作星

  亚太空间合作组织大学生小卫星项目(APSCO-SSS Project)是亚太空间合作组织(APSCO)的第一个重大国际项目,由北航作为建议单位,于2015年被APSCO理事会正式批准,2016年举行项目启动仪式,北京航空航天大学被任命为该项目的牵头单位(Leading University)。项目旨在推进APSCO成员国大学小卫星技术的研发和应用能力、培养航天技术和应用人才,促进APSCO成员国在空间技术和应用领域的交流与合作,项目写入《2016中国的航天》白皮书。

2016年12月,项目启动会在亚太空间合作组织总部举行。北航副校长黄海军代表项目的牵头单位(Leading University)与APSCO秘书长签约

  项目内容包括由APSCO成员国大学联合研制三颗小卫星(包括1颗微小卫星APSCO-SSS-1、2颗纳星APSCO-SSS-2A/2B),三星编队飞行共同完成在轨技术验证、星间通信、空间科学探测及空间遥感应用任务。其中APSCO-SSS-1由北京航空航天大学负责,为该项目的主星。

2017年1月,北航与亚太空间合作组织签署亚太空间合作组织大学生小卫星项目

  项目启动,各成员国代表即围绕建立多边国际空间技术合作机制、APSCO大学生小卫星技术方案、国际化空间技术教育与培训等内容进行讨论,明确分工和责任义务。项目推进过程中,各成员国共计进行十余次技术交流会议,进行关键节点评审、形成多项技术文件,开展多次国际会议。

  在北京航空航天大学负责的APSCO-SSS-1研制中,巴基斯坦、秘鲁等多个国家参与了小卫星多个分系统的方案设计,以及工程样机研制、集成测试、样机联调等工作。

  据悉,亚太空间合作组织(Asia-Pacific Space Cooperation Organization,APSCO)于2008年正式成立,总部设在北京,是由中国发起、具有完全国际法律地位的政府间非营利性国际组织,也是联合国和平利用外层空间委员会的永久观察员。APSCO教育培训中国中心于2013年设置在北京航空航天大学,挂靠在北航国际学院运行,旨在通过能力建设、信息交流、教育培训等形式,促进中心成员国空间科技教育培训水平和空间技术应用能力提升。

  担当——一颗自主创新星

  9月16日上午,SSS-1小卫星在北京航空航天大学举行出征仪式,北航校长徐惠彬院士、亚太空间合作组织副秘书长Ferhat出席。Ferhat在致辞中表示:“APSCO-SSS项目是国际间大学生航天交流的重要合作,期望APSCO在未来能与北航继续扩大合作领域,推动深化建立更加深厚的合作关系。”

  项目自2016年立项以来,北航始终高度重视,成立了专项领导小组,建设了相应配套设施,设立了“两总”系统开展工作。宇航学院、国际学院为主,计算机学院、仪器科学与光电工程学院参与,多个单位全力保障小卫星的研制与人才培养协同推进。

  APSCO-SSS-1项目7个分系统组成指导教师、中外学生共同参加的研发攻关团队,先后有10余名教师、100余名学生参与其中。项目还选拔骨干学生直接担任总师,承担卫星研制全流程各项任务。

小卫星团队部分成员

  项目立项研制5年来,历经重重困难,数千封国际邮件、近百次视频交流、数十家协调部门……疫情期间,面对实验室被封、项目进展受阻,为追赶进度,部分学生自疫情爆发以来一直未回家。项目团队克服了语言沟通障碍,不断协同各分系统接口,使中国航天项目管理流程和规范从被了解到被认可。

  APSCO-SSS-1的核心载荷盘绕式伸展臂和离轨装置电推进器完全由北航学生团队自主设计研发。其中,盘绕式伸展臂具有大柔性、高展开收拢比的特点,是国内首个在轨验证的被动式盘绕展开机构;电推进装置具有高比冲、变推力和集成化的特点,是国际上首个容性储电单台自中和电喷雾推力器的在轨应用。

  融合——一颗人才培养星

  APSCO-SSS-1不仅是一颗技术试验卫星,更是一颗面向教育教学的卫星,从任务规划到系统设计,从单机研制到总装总测,小卫星的每一个研制环节都给予了学生最大的自主权,为学生提供了课程理论与工程实践相结合的教育平台。学生总师赵旭瑞表示:“回首过往的5年,学生研制团队的每一位成员各司其职、同心协力,为卫星研制工作倾尽所有。我为在这样的团队学习与工作而感到自豪!” 来自巴基斯坦的2019级硕士生Zeenat Rajar表示:“能够有机会参与小卫星研制工作,不仅满足了我通过卫星子系统探索空间技术的愿望,还帮助我实现了学习和职业目标。我在这个项目中获得的宝贵经验和知识为我未来的职业生涯开辟了新的前景,激发了我对空间教育的热情。”

  依托该项目的开展,北航建设了2 个系列12 个专业实验和3门本科生课程,自主开发了可视化教学课件,编写出版了10余本配套中英文教材和讲义,项目参与学生先后在高水平期刊和顶级国际会议上发表学术论文42篇,项目培养国内研究生49名,毕业生80%进入航天部门。

  据悉,长期以来,北航探索多层次国际航天人才的融合培养,以重大国际合作项目为牵引,创新打造了中外融合小卫星技术国际人才培养模式。学校在航空宇航科学与技术学科下自设二级“空间技术应用”学科,开设了小卫星技术专业培养方向,涵盖小卫星“任务分析-总体设计-分系统设计-硬件实现-软件开发-集成总装测试”全过程,多渠道汇聚航天院所、企业各种教学和实践资源,形成了“四个一”成果:建设了一套小卫星技术课程教学与实验实践体系;形成了一套定向招生、定制培养的方案;打造了一支国际化、跨专业的师资队伍;培养了一批小卫星技术国际人才。

留学生线上交流

  2014年,北航创立小卫星技术国际研究生项目,至今共为13个国家培养了6届78名小卫星技术专业国际研究生,大部分国际毕业生成为了所在国小卫星相关部门的技术骨干或行业主管。

  未来——一颗前景光明星

  在卫星发射的同时,北航校园里也有一群人紧张地盯着面前的屏幕,密切关注着卫星发射的进程,他们将在这里实时观测卫星动态,接受卫星数据,向卫星发送指令……他们所在的位置为“亚太空间合作组织大学生小卫星地面测控和指挥中心”。该中心2018年在北航建成,具备与亚太空间合作组织成员国进行联网的能力。

APSCO大学生小卫星地面测控和指挥中心

  后续,各成员国将根据亚太空间合作组织大学生小卫星项目的通信体制和星地协议,建设相应的地面站,对卫星信号进行接收解调解码,使用统一的TCP协议,将卫星遥测数据和载荷数据经互联网传输到北航卫星测控中心服务器。各国地面站在北航的协助下将加入到现有的卫星地面站网络中来,构建大学地面站测控网络,实现资源共享,最大程度增加卫星测控时长。地面组网,互联互通,也持续为教育教学服务。

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