百年清华

　　作者朱振才简介，1963年8月出生，汉族，中共党员，研究生学历，1986年毕业于清华大学精密仪器系光学仪器专业，1989至1993年在浙江大学光学工程系继续学习，获硕士、博士学位，1993年至1995年在中国科学院上海技术物理研究所做博士后。2008年获全国“五一”劳动奖章和曾宪梓载人航天基金突出贡献奖，入选上海市科技领军人才计划，享受国务院政府特殊津贴。现任上海微小卫星工程中心副主任，兼任中国科学院微小卫星联合重点实验室副主任，博士生导师。

　　小时候，我的梦想是成为一名地质学家，走遍祖国的大江南北。后来，又梦想着成为一名天文学家，探询浩瀚宇宙的奥秘。1994年，美国人预测并观察到了苏梅克列维9号彗星与木星相互撞击，让我很受触动。没想到的是，2008年，经过我和我的团队3年多的共同艰苦努力，研制出了我国第一颗空间观测伴随卫星，当年圆满完成了微小伴随卫星在轨释放、对飞船观测与伴随飞行任务，由伴飞小卫星传回的神舟七号飞船遨游太空的画面，让国人为之振奋。

　　身为科学工作者，常常身不由己。从1999年中科院组建小卫星工程部（现上海微小卫星工程中心），10年来，只有2003年到海南开会休息过一周。

不怕艰难接受重任

　　要自主研发小伴星，是一项非常艰巨的任务。作为总师，我对我的年轻的团队许诺：“成功了，功劳是大家的，有问题首先我来承担。”

　　2008年金秋时节，我国成功发射了“神舟七号”载人飞船，在中国载人航天工程完成出舱活动中第一次释放了伴飞卫星。伴随卫星是伴随在另一航天器附近作周期性相对运动的卫星。伴随卫星大都具备一定的轨道机动能力，它往往以空间站、航天飞机、载人飞船或大卫星等大型航天器作为任务中心或服务对象(简称主星)，与主星按照一定的空间相对构型共同在轨飞行。

　　伴星的想法最初的提出其实可以更早地追溯到2002年，进行空间站空间实验室的论证时提出的。当时是希望能在空间实验室上释放一颗小伴星，跟空间实验室进行配合和合作，进行一些技术集成的验证。有专家提出，应首先和其他卫星一起搭载进行小卫星释放技术的验证和试验。因为“神七”的轨道舱在航天员返回之后就没有其他作用而成为自由飞行物了，于是希望利用“神七”轨道舱，搭载一个小卫星，实现释放小卫星的试验。就这样，从2005年3月开始提出方案，随之进行完善和各方论证。比如最开始设计是想让航天员出舱后来人工释放小伴星。航天员在外面通过释放小伴星，对航天员来讲本身就是一个演示或者验证，但是后来考虑到风险，一是航天员的风险，毕竟出舱是第一次，担心发生意外，二是放小卫星的风险，如果操作不当或出现意想不到的问题，对母体飞船造成损害。论证后，我们就把方案改成了弹簧自动释放装置了。

2005年4月，我所在的上海微小卫星中心开始了神舟七号伴随卫星的研制工作。这时候，尽管有2003年在国内首次发射了低轨特种通信卫星——创新一号01星，并圆满完成了历时两年多的飞行任务的成功经验，但与之相比，要自主研发小伴星，又是一次全新的挑战。

伴星研制突破了多项关键技术，研制集体刻苦攻关，严谨求实，虚心向国内著名航天专家请教。这是伴星方案设计评审会现场

　　在整个伴星研制中，最大的技术难点首先就难在创新技术多，需要大量分析仿真和试验验证，既要保证高安全性要求，又要符合“小”的标准。按照载人航天工程总体的要求，神舟七号飞船伴星的总质量只有40千克，体积是450mm×430mm×450mm。但是麻雀虽小，五脏俱全。伴星作为一个小卫星，推进、姿控、高速数传、USB测控、GPS自主定轨、有效载荷、大容量存储等一应俱全。要在这样的体积和重量限制下，研制一颗具有对目标成像、绕飞等一系列复杂功能的微小卫星，将是一项非常艰巨的任务。但是，我想正是因为有难度，有压力，才需要我们去奋斗，去拼搏。人生能有几回搏，今天不去努力抓住，今后我们可能永远不会再有这样的机会了。作为总师，我对我的年轻的团队许诺：“成功了，功劳是大家的，有问题首先我来承担。”就这样，我们最初的这七八个人肩负着这项光荣又神圣的任务，义无反顾地登上了这条甘苦与共的航船。

　　集思广益解决难题

　　为满足飞船对伴星重量和体积的限制条件，我们采用了多项新技术减小体积和减轻重量，1克1克地控制每一台星上单机重量，来帮小卫星进行“减肥”。

　　为了实现对飞船在轨观测和成像，伴星采用双镜头、宽窄双视场的可见光照相机，可实现几米到几公里的大范围内对飞船进行彩色照相观测或视频观测；为了获得高效能源，伴星研制带动了一系列创新工作，它率先在国内使用星载锂离子电池、国产高效砷化镓太阳电池等一系列新产品、新技术、新工艺，并通过对电源控制器的优化设计，实现对锂离子电池组的安全控制和智能保护，保证伴星在轨电源供给。

　　为满足飞船对伴星重量和体积的限制条件，我们采用了多项新技术减小体积和减轻重量，1克1克地控制每一台星上单机重量，来帮小卫星进行“减肥”。为伴星绕飞不断“攒劲”的能源系统，率先使用星载锂离子电池，一组电池仅3公斤，而传统电池至少是9公斤。

　　姿控太阳敏感器在创新一号小卫星上应用时就已经很小了，但在伴星上还是觉得太大，研究人员只能先把它分成分成三部分，一片片设计，然后分别装在卫星不同的表面上，最后三个面的太阳敏感器总重只有几十克，功率也只有150毫瓦。再如，担负重要使命的相机，设计之初有4千克，研发团队通过削备份、减厚度，相机足足“减肥”减去了2千克多。最后，装载上伴星上的彩色双镜头视频相机只有不到1.8千克，推进模块经过反复优化干重只有1.6千克。

　　安全性在载人航天工程中有着特殊严格的要求，锂离子电池的安全性试验贯穿整个伴星的研制过程，因此牵动了上上下下许多人的心。按照工程总体的要求，设计和研制人员不仅要在原理上、设计上、使用中确保电池在充电时不会发生爆炸，而且还要在实验上验证倘若锂离子电池在真空环境下发生爆炸，不会对伴星以外产生危害，不会对航天器和航天员的安全产生影响。为保证高可靠、高安全，研制人员在安全性上狠下工夫，与单机承制单位齐心协力，共同努力，反复论证，反复试验，将可能发生的风险通过实验进行验证和化解。对锂离子电池从仿真到试验，在非常苛刻的条件下反复进行了20多次，最终用事实证明了所用锂离子电池的安全性。

　　伴星安装在神舟七号飞船轨道舱的前端上方，在航天员返回轨道舱后，通过飞船遥控指令或航天员手动控制指令，点火器点火，爆炸螺栓起爆，利用弹簧实现伴星和飞船的释放分离。同时行程开关接通，为伴星输出星船分离信号。

整个伴星释放的过程是这样的，但是，怎样能够精确控制弹簧的力度，保证释放伴星的角度和力度，不会对飞船造成影响，也花费了我们大量的精力，考虑必须细致到压缩弹簧的每一圈螺纹。

精诚合作荣辱与共

　　陈宏宇主动承担别人不愿做的文档工作，孙宁带着几个月的身孕进驻基地……我亲眼看着这些走出校门不久的年轻人，从零起步，刻苦拼搏。

　　项目的成功离不开一直团结奋进、踏实肯干又朝气蓬勃的队伍，“特别能吃苦、特别能奉献、特别能战斗、特别能攻关”的载人航天精神，一直激励我们这支平均年龄只有30多岁的年青队伍去攀登科技高峰！我亲眼看着这些走出校门不久的年轻人，从零起步，刻苦拼搏、无私奉献，把心血和汗水投入到卫星的研制工作中。

　　工程项目的各种文件的工作量大、汇报也多，而研制工作时间紧任务重，往往重视研制而忽视了文档工作。神舟七号伴星主管设计师陈宏宇主动承担文档工作，积极参加相关协调工作。这项工作帮助他从总体角度认识问题，扩大了知识面，使其在完成相机载荷本职工作的同时，成为伴星研制总结报告、可靠性报告等的最佳编写者。他从大年初二开始，周末和节假日几乎没休息过，工作能力和工作水平有了很大提高，获得大家的认可，被任命为伴星的总师助理、总体主任设计师。

　　承担了卫星研制工作，有时也就意味着失去和家人团聚的机会。总体电路室主任孙宁同志身兼神舟七号飞船伴星和创新一号02星两个型号的总体电路主任设计师，2003年发射创新一号01星时，她带着几个月的身孕进驻基地，成了大家的新闻人物。如今她的儿子已经六岁了，也正是最需要母亲关怀的时候，为了卫星研制工作，她很少有时间陪伴儿子左右。她对儿子“带你去趟动物园”的许诺直到伴星发射成功后才兑现。

　　卫星研制必须严格按照时间节点完成，加班加点、出差成了家常便饭，为满足飞船大系统对伴星的进度要求，研制人员积极出主意想办法，巧安排，打破常规，精心制订工艺流程。全体研制人员不怕疲劳，克服重重困难，在17天里连续多次往返上海北京，圆满地完成了卫星组装、试验、再改装、再试验等一系列紧张的工作，每次都按时交付产品，保证了大总体试验的进程，受到同行的好评。

2007年春节前，神舟七号伴星进行天地对接试验，试验场在山上。进试验场那天，天气预报有大雪，可能会封山，如改期进行对接试验将会影响大总体的进度和计划。担任试验队队长的测控主任设计师周依林同志毅然决定：出发！当他们赶到目的地时，大雪如期而至。试验场的标校塔建在山顶上，周依林同志率领大家冒着风雪爬上高高的标校塔，进行设备的调试和校准。每天早上6点多他们顶着零下十几度的刺骨寒风出发参加对接试验，直到晚上10点才回来。为了保证设备正常工作，大家将棉大衣脱下来盖在设备上，像对待自己孩子一样百般呵护，顺利完成了试验任务。

飞船：作为神舟七号载人飞行任务的一项重要内容，神七伴星主要完成在轨释放、对飞船照相观测、对轨道舱伴随绕飞和航天新技术演示验证任务。

正是由于全体研制人员团结合作、勇于创新、敢于拼搏、无私奉献的不懈努力，解决了卫星研制过程中一个又一个棘手的问题，攻克了一个又一个难以想象的难关，当我们接收到卫星发回来的数据时，当伴星发回的飞船图片资料传下来的时候，我们感到无比自豪，能参与国家航天事业是我们每一个科研人员毕生的荣耀。

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朱振才作为微小卫星技术的领军人物，承担了多项国家和中科院重要科研项目，在微小卫星技术和应用研究与卫星研制方面，取得具有国际先进水平的科研成果，多次获得国家、中国科学院和上海市科技奖励。在神舟七号飞行任务中，他担任伴随卫星分系统主任设计师，负责神舟七号伴随卫星设计、研制和飞行试验，突破了微小卫星在轨释放、对飞船照相观测和对空间目标的接近与伴随飞行等多项关键技术，并首次实现了对我国神舟飞船的全景视频成像、飞船轨道舱接近和伴随飞行，开创了微小卫星在大型航天器伴随飞行与空间成像应用等方面的新领域。该项目分别获2009年上海市科技进步一等奖和中国科学院杰出科技成就奖。

转自 新民晚报 2010年3月27日