「上科大二號」立方星發射成功，標誌著我國在皮納衛星研製和產學研結合的創新平臺上邁出了與國際接軌的重要一步——
中秋前夕，三顆名為「上科大二號」（STU-2）的立方星飛向了太空，並成功地向地面傳回了數據。這是我國首批依照國際標準研製發射的立方星，標誌著我國在皮納衛星研製和產學研結合的創新平臺上，邁出了與國際接軌的重要一步。
「過去，我國對皮納衛星重視不夠，立方星的研製才剛剛起步。」STU-2立方星總師吳樹範在接受《中國科學報》記者採訪時說。去年，立方星技術被評為「世界十大科學突破」，這種投資小、時間短、見效快的新型衛星研製技術或將開拓我國航天產業的新格局。
「小麻雀」瞄準最前沿
2.9千克，2.2千克，1.7千克。這三個數字分別屬於「上科大二號」A星、B星、C星的重量。可別小看這三隻「小麻雀」，據介紹，傳統的大衛星要幾個億的造價，而立方星只要幾百萬的造價，發射成本也因重量減輕而大大減少。
「它們不僅五臟俱全，還瞄準了國際最前沿的技術。」吳樹範介紹，三顆立方星均搭載了自組網通信機，可利用三顆星建立空間最小網絡，實現立方星級別的星間通信組網。
吳樹範告訴記者，和普通衛星相比，依靠高度集成的微機電技術，立方星的很多功能都集中在一塊10釐米乘10釐米的電路板上。例如，A星在國際上首次搭載了微電子機械系統（MEMS）冷氣微推進器，將開展立方星編隊繞飛等新技術在軌驗證。
不僅如此，三隻「小麻雀」還各司其職。與以往主要關注國內遙感探測的立方星不同，A星把視野延伸到了國際。「A星主要載荷是微小型光學相機，可用於觀測南北極結冰情況。」吳樹範說。
「B星上裝的是一個用於船舶信息採集的星載船舶自動識別系統（AIS）接收機。」吳樹範說，B星的衛星監測，將大為擴展航船的信息監測覆蓋面，並通過多星星座有望實現全球實時監測。
「C型安裝了用於民用飛機信息採集的星載廣播式自動相關監視系統（ADS-B）接收機，監測民航機的飛行信息。」吳樹範說。9月26日晚C星載荷開機，繞地球一軌（約94分鐘）內，已採集到405架飛機發出的5.1萬多條播報信息，可以勾勒出民航飛機的航行動態圖。「這些信息對民航管理、航線規劃、應急處置以及流量分析與優化等，都有實際的應用價值。」
單應用更深入
從A星的想法誕生至今，北京師範大學教授程曉一直跟蹤著它的成長。
2014年3月7日，程曉到上海微小衛星工程中心做了一個關於極地救援和北極航道的報告。當時，從歐洲宇航局回國的吳樹範一直想在國內研製一顆與國際標準接軌的立方星。報告之後，兩人的想法一拍即合，於是程曉成了A星應用的啟發者和首批用戶。
「過去，我們用的都是美國和歐洲的衛星數據。現在我們有了自己的數據。」對立方星的科研貢獻，程曉充滿期待，「國外的數據分別是250米解析度和50米解析度，這顆立方星的解析度是100米，正好與國外的數據形成補充。」
不僅如此，這顆立方星還被寄予了戰略期待。「今年1月，雪龍號陷入困境，這讓我們再度感覺到在衛星應急數據上的缺乏。」程曉說。吳樹範也表示，今年冬天這顆衛星也將成為南極雪龍號科考船「天上的眼睛」；夏天，商船如果從北極去歐洲，會比從馬六甲海峽省三分之一到一半的航行成本，觀測將對開通北極航道提供支持。
「目前，中國的很多衛星都是以衛星研製者為主導的，對後端數據的應用考慮得並不多，這很不科學，造成了科研浪費。」在程曉看來，立方星是一個完全以應用驅動設計的衛星，其優勢在於「單應用」，「瞄準一個用戶，可以做得非常深入」。
孕育航天新生代
「小」還意味著快。從立項到發射成功，「上科大二號」只經歷了一年的時間。這一年對於「上科大二號」立方星副總師陳雯博士來說就是兩個字：忙碌。
除了有一次因為颱風過境不得不放了一天假，這個年輕的團隊連軸轉了整整一年。「我們的團隊一共28個人，有一個『90後』，其餘大部分是88年左右的，平均年齡約28歲，是非常年輕有幹勁的隊伍。」陳雯說。
「大衛星的研製一般至少三到五年。所以對於衛星研製來說，一年是非常非常短的周期，而我們這支團隊在一年裡完成了所有研製任務，這一方面體現了立方星研製周期短的特點，另一方面其中的困難和艱辛也可想而知。」陳雯說，在較高的壓力之下，這個年輕的團隊勇於拼搏，保持著良好的戰鬥素質和奉獻精神。
「立方星的成功，要特別感謝微小衛星工程中心這個大集體的支持。」陳雯說，「就像我們的副總師曹彩霞，參與過創新一號、神舟七號伴星、創新三號等衛星的研製和發射，是團隊裡的『定海神針』，以老帶新，幫助這個年輕的團隊圓滿完成了任務。」
在這個團隊中，還有一些上海科技大學的教師和學生參與其中。「當時我想和上海科技大學一起合作加入歐盟的QB50項目，共同開展立方星技術和應用研究，因此就以上海科技大學的名義參與其中。」吳樹範說。QB50是由歐盟出資確定的第七框架協議旗艦項目，項目採用50顆衛星組網，主要由來自全球30多個國家和地區的大學生們研製完成。
「對於這些年輕人來說，他們得到的不僅是技術上的提升，更是航天設計理念的薰陶。」對於這一年多的歷練，陳雯評價，「這是一次挺難得的機會。」
吳樹範表示，在美國和歐洲，大多數小的立方星公司都是由畢業不久的大學生創辦的。在我國，立方星也成為培養新一代航天人才的又一新平臺。
（原載於《中國科學報》 2015-10-12 第1版 要聞)