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　　昨日,，東高地青少年科技館，學(xué)生正在分組體驗拆裝1:1衛(wèi)星模型,，老師在一旁指導(dǎo),。新京報記者 王嘉寧 攝

　　昨日,，北京市東高地青少年科技館，學(xué)生在練習(xí)拆裝1:1衛(wèi)星模型,。新京報記者 王嘉寧 攝

　　造衛(wèi)星或許不如你想象的那么遙不可及,。今年，由北京31名中學(xué)生參與研制的人造衛(wèi)星——“豐臺少年二號”將升上高空。記者從北京市豐臺區(qū)了解到,，這是該區(qū)依托其航天資源優(yōu)勢,，開展的特色航天科普教育之一。目前,，衛(wèi)星已經(jīng)設(shè)計完畢,，樣機將進(jìn)入到真空環(huán)境測試等環(huán)節(jié)。

　　體積為6立方分米,，金色的長方體外殼,，焊接著幾十塊深藍(lán)色的太陽能電池板，探出一個黑色的攝像頭,，兩根天線則像觸角一樣可以變換方向……昨日,，豐臺區(qū)開展“中國航天日”主題活動，現(xiàn)場,，幾位來自豐臺十二中的中學(xué)生掀起“蓋頭”,，揭開了“豐臺少年二號暨少年夢想二號”衛(wèi)星模型的面紗。

　　2016年,，“豐臺少年二號”的“前輩”——“豐臺少年一號暨少年夢想一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地搭載長征十一號運載火箭發(fā)射升空,，這也是我國第一顆由中學(xué)生參與研制的科普衛(wèi)星。與一號相比,，二號衛(wèi)星體積更大,，功能也有所增加。

　　豐臺區(qū)教委相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,，該課題于2017年4月啟動,，來自豐臺、海淀,、東城的31名中學(xué)生參與研制,，目前已完成了理論學(xué)習(xí)、衛(wèi)星設(shè)計等環(huán)節(jié)的內(nèi)容,。昨日展示的是根據(jù)前期方案制作的樣機,，之后將對其進(jìn)行模擬高空環(huán)境的一系列測試，檢驗其工作效果,，然后組裝真正用于發(fā)射的衛(wèi)星,。今年下半年，該衛(wèi)星將擇機發(fā)射,。

　　制作 專家指導(dǎo)下學(xué)生全程參與設(shè)計

　　一顆人造衛(wèi)星,，由設(shè)計到組裝，都要經(jīng)過一系列復(fù)雜環(huán)節(jié),，這些環(huán)節(jié)全由學(xué)生“一手包辦”嗎,？“豐臺少年二號”課題的總設(shè)計者龔萬驄介紹,，人造衛(wèi)星的制作過程學(xué)生會全程參與，前期也對這些年齡不一的孩子進(jìn)行了一系列理論培訓(xùn),，但是在超出其專業(yè)知識和動手能力的范疇,，會有專業(yè)老師進(jìn)行指導(dǎo)。

　　據(jù)透露,，從衛(wèi)星功能的設(shè)想開始,，學(xué)生們的想法就貫穿其中，相比“豐臺少年一號”,，學(xué)生們更希望衛(wèi)星具備更加實際的功能,，比如可以讓他們直觀地看到外層空間的影像，因此,，“豐臺少年二號”新增了遙感功能,。后期的設(shè)計方案也由他們來選擇。模型材料出來后,，學(xué)生們要進(jìn)行焊接,、組裝，并對其進(jìn)行真空環(huán)境等一系列測試,。將來,，人造衛(wèi)星發(fā)射后，他們也將對衛(wèi)星進(jìn)行追蹤,、通過衛(wèi)星開展通信,。

　　不過，從構(gòu)想階段走向工程階段,，如電路設(shè)計,、自適應(yīng)系統(tǒng)、總體把關(guān)等方面,，需要系統(tǒng)專業(yè)的知識,，遠(yuǎn)超出學(xué)生現(xiàn)有的水平，這就需要專家進(jìn)行指導(dǎo),。樣機通過測試后，要進(jìn)行真機的焊接與組裝,，屆時將使用的航天材料的價格是現(xiàn)有材料的千倍,，極為昂貴，此外其尺寸,、安裝方式也會有所不同,，需要非常精密的操作手法才能正確組裝焊接，因此也會由專業(yè)人士親自上手,。不過,，樣機與真機具有同樣的設(shè)計與功能,，學(xué)生們會在樣機上完成所有操作。

　　功能 “豐臺少年二號”屬科普小衛(wèi)星

　　人造衛(wèi)星數(shù)量多,、用途廣,，往往承載著現(xiàn)實使命。龔萬驄介紹,，通信,、導(dǎo)航、遙感,、科學(xué)實驗是人造衛(wèi)星最常見的作用,，氣象預(yù)報、廣播電視就離不開遙感衛(wèi)星與通信衛(wèi)星,?！柏S臺少年二號”可以實現(xiàn)通信與遙感功能，升空之后,，學(xué)生們可以在特定時間中向它發(fā)射或通過它接受信號,，也可以通過攝像頭拍攝照片，不過,，“豐臺少年二號”仍然有別于普通的人造衛(wèi)星,，屬于科普小衛(wèi)星，主要達(dá)到科普目的,。

　　“對功能的要求相對次要,。”他坦承,，“豐臺少年二號”是按照立方體衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計和制造,，以爭取更好的性價比，和耗資上億美元的通信衛(wèi)星,、探索宇宙的哈勃衛(wèi)星等存在區(qū)別,。

　　成本 小衛(wèi)星“身價”目前已超600萬

　　眾所周知，航空航天材料價格高昂,，一顆能夠承受住太空環(huán)境的人造衛(wèi)星,，成本究竟有多高？

　　據(jù)了解,，目前,，豐臺區(qū)已為“豐臺少年二號”項目專款投入240萬,。為了更好地發(fā)揮其通信效果,，豐臺區(qū)還特意新建了4個地面站，耗資400萬,，也就是說,，目前這顆小衛(wèi)星已經(jīng)“身價”超過600萬,。

　　如果按照正常的“市價”，成本還遠(yuǎn)不止如此,。龔萬驄介紹,，為了模擬真空環(huán)境，衛(wèi)星要經(jīng)過一系列測試,，比如熱真空實驗中,，衛(wèi)星會被放入一個巨大的罐子中，抽成真空,、注入液體氮氣,、加熱，這個測試會耗資幾十萬,。同類大小的商業(yè)衛(wèi)星要飛入空中,，需要搭載火箭，一公斤耗資為3萬-5萬美元,，“豐臺少年二號”重約8公斤,，這樣換算下來就是24萬-40萬美元。不過,，由于豐臺區(qū)擁有豐富的航天資源,，后期測試與發(fā)射的成本將大大降低。

　　花幾百萬元讓中學(xué)生發(fā)射一顆不具備太多實用價值的衛(wèi)星是否值得,？龔萬驄坦承,，制作衛(wèi)星從時間、知識,、經(jīng)濟成本來看,，都有很高的門檻，不是所有的中學(xué)生都能全程參與其中,。不過,，他認(rèn)為，這個項目的意義在于可以輻射知識+實踐的理念,，其他學(xué)?？梢越Y(jié)合實際情況，從一部分環(huán)節(jié)來進(jìn)行科普教育,。

　　“比如衛(wèi)星通信的應(yīng)用,，學(xué)校可以花一百來塊買天線,、幾百塊買一個對講機，小學(xué)生,、初中生就能通過這些設(shè)備,，接收到幾百公里外太空的真實信號,，天線的位置、不同的時間都會讓衛(wèi)星信號強度發(fā)生變化,，這是非常有吸引力的,。”他說,，在大城市中,，也有不少教育群體有條件來制造衛(wèi)星，上海,、浙江等省份已經(jīng)表現(xiàn)出興趣,，希望借鑒“豐臺少年二號”的模式開展科普教育。（記者戴軒）

　　揭秘

　　人造衛(wèi)星是如何“誕生”的,？

　　“高大上”的人造衛(wèi)星,，究竟是怎么造出來的？龔萬驄是無線電專業(yè)背景出身,，曾在中科院空間中心工作,，也是“豐臺少年二號”課題的總設(shè)計者，以“豐臺少年二號”為例,，他向新京報記者揭秘了人造衛(wèi)星誕生的全過程,。

　　制造人造衛(wèi)星，首先從功能入手,，厘清它要完成的任務(wù),，然后再從工程角度對其進(jìn)行設(shè)計。人造衛(wèi)星的外形結(jié)構(gòu)（稱作“星體”）是需要首先設(shè)計的部分,；之后,，為了讓衛(wèi)星能夠在遠(yuǎn)離地球的地方運作，需要確定其能源體系,，設(shè)計供電系統(tǒng),，大部分人造衛(wèi)星都會通過太陽能電池板給蓄電池充電的方式滿足其能源需求，要焊接多少電池板,，需要分析衛(wèi)星的工作狀況,。

　　由于太空中與地球表面的環(huán)境不同，導(dǎo)熱方式也有所變化,，相比地面的空氣對流,，外層空間的導(dǎo)熱主要通過輻射與傳導(dǎo)，而衛(wèi)星上的設(shè)備都有其正常運行的溫度區(qū)間,，因此還要考慮其溫控系統(tǒng),。此外，衛(wèi)星升空后還需要和地面保持聯(lián)系,、履行指令,，無線電要測遙控系統(tǒng)也需要另行設(shè)計,。

　　最后，根據(jù)衛(wèi)星所要實現(xiàn)的不同功能,，要搭載相應(yīng)的功能設(shè)備,，如攝像頭、轉(zhuǎn)發(fā)器等,，這些被稱作“有效載荷”,。具備了這些，一顆完整的衛(wèi)星就形成了,。之后,，用航天材料將其組裝起來，通過一系列測試檢驗其工作狀態(tài),，一切就緒后,，人造衛(wèi)星就會“坐上”火箭，被送往外層空間,。

【糾錯】

責(zé)任編輯： 郝多