在大連理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，于曉洲說：“作為大連理工大學(xué)發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，同時(shí)也是遼寧省發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，其承載的新技術(shù)是一次機(jī)遇與挑戰(zhàn)。”
5月10日，天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船在長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭的搭載下，扶搖而上奔赴空間站，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。由大連理工大學(xué)運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部航空航天學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研制的遼寧省第一顆衛(wèi)星——“大連1號(hào)—連理衛(wèi)星”搭乘天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船飛向太空。
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“衛(wèi)星，是我的滿腔熱血與不遺余力”
大連1號(hào)—連理衛(wèi)星的任務(wù)是與大連理工大學(xué)的7.3m X頻段地面測(cè)控站進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)任務(wù)上行和數(shù)據(jù)下行的測(cè)控操作，主要開展低成本亞米級(jí)高分辨率的海洋、地面觀測(cè)以及新技術(shù)驗(yàn)證。
作為大連1號(hào)—連理衛(wèi)星的總指揮，大連理工大學(xué)航空航天學(xué)院教授于曉洲深知這顆衛(wèi)星對(duì)自己以及大連理工大學(xué)的重要性。在他看來，近三年的研發(fā)是大連理工航空航天學(xué)院院長(zhǎng)夏廣慶與微納衛(wèi)星與電推進(jìn)團(tuán)隊(duì)集體堅(jiān)持的成果。為了順利升空，這半年來每隔幾天便跑一趟北京的辛苦也變成了甜。
于曉洲對(duì)衛(wèi)星并不陌生，此前他已主持過多次衛(wèi)星研發(fā)及發(fā)射任務(wù)，而夏廣慶的研發(fā)邀請(qǐng)，讓他激動(dòng)萬分，對(duì)于衛(wèi)星，他仍希望傾注滿腔熱血，不遺余力。
大連1號(hào)—連理衛(wèi)星對(duì)基礎(chǔ)研究能夠提供怎樣的幫助，于曉洲談到，以大連為例，作為海洋城市，擁有大量海洋產(chǎn)業(yè)，海洋遍布密集航路，通過衛(wèi)星可以輔助大連進(jìn)行海洋產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。大連1號(hào)—連理衛(wèi)星在技術(shù)上取得的國(guó)際性突破，作為一顆20公斤級(jí)的微納衛(wèi)星（一般指質(zhì)量在1~100公斤之間的衛(wèi)星）搭載的一臺(tái)高分辨率多光譜相機(jī)，可以在軌全色譜段實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)分辨率，并用于對(duì)地觀測(cè)，可有效為大連農(nóng)業(yè)應(yīng)用、城市規(guī)劃提供助力。
技術(shù)突破的背后是一次又一次想要放棄的絕望和堅(jiān)持到底的決心斗爭(zhēng)的結(jié)果。韌性鑄就了創(chuàng)新技術(shù)的大連1號(hào)—連理衛(wèi)星，也讓其在國(guó)際上有了自己的名號(hào)。于曉洲對(duì)此深有感觸，“在衛(wèi)星研發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)初期，遇到了新冠肺炎疫情等客觀條件的阻礙，很多元器件無法第一時(shí)間獲得；不少零部件無法加工；進(jìn)口系統(tǒng)單機(jī)價(jià)格飛漲等原因?qū)е吕щy重重。尤其在一次需要與飛船對(duì)接測(cè)試前的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)缺少器件，但實(shí)現(xiàn)對(duì)接，該器件不可或缺。擋在對(duì)接成功面前的不是價(jià)格和匹配問題，而是尋路無門。跑遍了電子市場(chǎng)、上網(wǎng)尋覓，后來到鄭州才買到，隨后又為了能夠在疫情期間與對(duì)接測(cè)試時(shí)間搶跑，輾轉(zhuǎn)三個(gè)城市及時(shí)趕到北京才完成測(cè)試?！?/p>
“缺芯少系統(tǒng)，是時(shí)候自己上了”
由于與傳統(tǒng)衛(wèi)星姿態(tài)與軌道控制動(dòng)力系統(tǒng)采用的推進(jìn)劑不同，這顆衛(wèi)星使用的新型推進(jìn)系統(tǒng)既可大幅提升衛(wèi)星在軌快速機(jī)動(dòng)能力，還具有無毒、能量高、功耗低、可預(yù)包裝等特點(diǎn)。
于曉洲提到，以往由于缺少適用于微納衛(wèi)星的國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)，制約了我國(guó)微納衛(wèi)星的發(fā)展。而在2021年，國(guó)內(nèi)多家航天研制單位聯(lián)合開發(fā)了一系列基于OpenHarmony的高性能微納衛(wèi)星單機(jī)。而此次大連1號(hào)—連理衛(wèi)星其中搭載的就是OpenHarmony經(jīng)過二次開發(fā)，采用了國(guó)產(chǎn)芯片運(yùn)行的操作系統(tǒng)，其大幅提高了衛(wèi)星的可靠性與實(shí)時(shí)性。
在國(guó)內(nèi)外兩種系統(tǒng)及芯片的對(duì)比中，于曉洲發(fā)現(xiàn)，以往為了穩(wěn)定一直采用的國(guó)外解決方案在大環(huán)境影響下恐有不確定因素發(fā)生，而在關(guān)鍵系統(tǒng)中采用國(guó)產(chǎn)處理器是一個(gè)很重要的決定。在適配過程中，于曉洲親自對(duì)比了兩款處理器的性能，測(cè)試結(jié)果基本接近，同時(shí)國(guó)產(chǎn)處理器的成本低，售后更及時(shí)，也讓團(tuán)隊(duì)一致認(rèn)可了國(guó)產(chǎn)方案。為了能夠在國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上更加精進(jìn)，團(tuán)隊(duì)因此引入了對(duì)國(guó)產(chǎn)芯片適配更好的OpenHarmony操作系統(tǒng)，于曉洲也正式開啟了將OpenHarmony應(yīng)用到衛(wèi)星的研發(fā)之路。隨后更是在2022年初，由開放原子開源基金會(huì)牽頭，中科院軟件所、大連理工大學(xué)、清華大學(xué)、武漢大學(xué)、上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、長(zhǎng)光衛(wèi)星、愛太空科技、空天創(chuàng)客等共同成立了開源鴻蒙航天工作組(OpenHarmony In Space, OHIS)，大連理工大學(xué)為組長(zhǎng)單位，由于曉洲擔(dān)任工作組組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)開展基于OpenHarmony的航天高可靠實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研究與應(yīng)用推廣。
于曉洲談到，“OpenHarmony的加入，為衛(wèi)星分系統(tǒng)可靠性提供了更優(yōu)的解決方案，從而分擔(dān)了不少運(yùn)行壓力，可以更好地投入到整體效率的提升改進(jìn)。國(guó)外衛(wèi)星大多采用高性能、高可靠的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，在微納衛(wèi)星領(lǐng)域，大多數(shù)采用free RTOS開源操作系統(tǒng)，免費(fèi)提供的原因也讓早期國(guó)內(nèi)衛(wèi)星嘗到了‘甜頭’，但如今看來與‘裸跑’差不多。而這樣的局面也讓國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星陷入到較為尷尬的境地，如果沒有國(guó)外芯片的支持，開源操作系統(tǒng)便失去了效果，被整體裹挾的系統(tǒng)與硬件也成為了國(guó)內(nèi)研發(fā)人員需要跨越技術(shù)研發(fā)的桎梏。”
“連理升空，為航空航天人才培養(yǎng)蹚出一條路”
科技自立自強(qiáng)是國(guó)家強(qiáng)盛之基、安全之要。六十多年來，中國(guó)航天不斷推動(dòng)自主創(chuàng)新，從白手起家建立“兩彈一星”的豐功偉績(jī)，到以載人航天、月球探測(cè)等為代表的重大航天工程屢獲突破，為加快建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)作出積極貢獻(xiàn)。于曉洲說：“芯片短缺時(shí)，向外求購價(jià)格漲了10倍，研發(fā)過程陷入被動(dòng)，讓我們不得不調(diào)轉(zhuǎn)方向選擇國(guó)產(chǎn)芯片，也從另一個(gè)角度催促我們?cè)诋a(chǎn)業(yè)的各個(gè)研發(fā)關(guān)口上加速?！?/p>
《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出，堅(jiān)持創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中具有核心地位，《規(guī)劃》把科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究是高水平科技自立自強(qiáng)的迫切要求和根基所在。于曉洲對(duì)此深有感觸，基礎(chǔ)研究研究周期長(zhǎng)，要耐得住寂寞，例如芯片研發(fā)難度極大，與國(guó)外有明顯差距，但是就算這樣，依然需要沉下心搞科研。隨著技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)下不少國(guó)產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，而在航天領(lǐng)域中的不少研究所對(duì)操作系統(tǒng)研發(fā)都很重視，希望能夠一同投入研發(fā)，制定自己的標(biāo)準(zhǔn)，OpenHarmony的加入恰逢其時(shí)，為航天事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了不小的力量?！澳壳拔覀円苍诤屯新?lián)合制定基于OpenHarmony的星載實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的宇航標(biāo)準(zhǔn)，希望制定出來后，向全世界推廣，讓國(guó)外的衛(wèi)星也能用上中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>
不同單位和企業(yè)也表達(dá)了對(duì)大連1號(hào)—連理衛(wèi)星的支持，開放原子開源基金會(huì)理事長(zhǎng)孫文龍還曾到大連理工大學(xué)在華為開發(fā)者大會(huì)2023的展位上進(jìn)行了參觀。他表示，OpenHarmony搭載大連1號(hào)—連理衛(wèi)星成功發(fā)射，豐富了OpenHarmony的使用場(chǎng)景，促進(jìn)了OpenHarmony社區(qū)的繁榮，真正實(shí)現(xiàn)了OpenHarmony的上天入地。他希望以連理衛(wèi)星為起點(diǎn)，能有更多航天人推動(dòng)開源體系建設(shè)，釋放開源發(fā)展?jié)撃?，推?dòng)OHIS高質(zhì)量發(fā)展。華為常務(wù)董事、消費(fèi)者BG CEO余承東還在今年華為開發(fā)者大會(huì)首日演講中把大連1號(hào)-連理衛(wèi)星作為行業(yè)應(yīng)用案例進(jìn)行展示。據(jù)悉，隨著大連1號(hào)—連理衛(wèi)星、某電磁雙星、愛太空科學(xué)號(hào)等一系列衛(wèi)星項(xiàng)目使用了OpenHarmony操作系統(tǒng)，未來將會(huì)有更多的衛(wèi)星項(xiàng)目選擇OpenHarmony。
作為大連理工大學(xué)乃至遼寧省首顆發(fā)射的衛(wèi)星，大連1號(hào)—連理衛(wèi)星的成功發(fā)射無疑為大連理工大學(xué)的衛(wèi)星研制和發(fā)射工作開了好頭。根據(jù)規(guī)劃，未來于曉洲還將繼續(xù)研制新的衛(wèi)星。于曉洲談到，對(duì)于未來衛(wèi)星的研發(fā)方向，一是集中科研力量，研發(fā)更高端的科研衛(wèi)星；二是組織學(xué)生作為研發(fā)主體，研制一些以鍛煉學(xué)生科研和動(dòng)手能力為主要目的的教學(xué)衛(wèi)星。由于航空航天人才培養(yǎng)的試錯(cuò)條件極其嚴(yán)苛，對(duì)可靠性要求極高，而航空航天人才又都是跨領(lǐng)域及交叉學(xué)科，培養(yǎng)過程充滿挑戰(zhàn)。夏廣慶曾表示，大連1號(hào)—連理衛(wèi)星的成功發(fā)射固然重要，但我們更希望借此為學(xué)校的學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)蹚出一條路。
66年前，人類第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號(hào)”升空飛行，宣告人類航天時(shí)代的到來。那一刻，人類心中的探索欲望得到了釋放，開始觸及遙不可及的星辰大海，拓展宇宙的邊界，如今，人類可以觸及無邊無際的星際，把目光投向更遙遠(yuǎn)的星系，發(fā)射衛(wèi)星，載人航天，探測(cè)月球、火星，不斷書寫著太空探索的新篇章，不僅是實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想和挑戰(zhàn)未知，更重要的是拓展人類的生存和發(fā)展空間。大連1號(hào)—連理衛(wèi)星僅僅是中國(guó)航空航天歷史上的一顆璀璨明珠，但也代表了一代中國(guó)航空航天科研人的壯志雄心。
原創(chuàng)文章，作者：陳晨，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://2079x.cn/article/580223.html
