我們的征途是宇宙星辰

+ 演講者：陳雯（中科院微小衛星創新研究院 科學衛星總體部副部長）

我們是為科學家服務的工程師。

科學衛星有哪些？

科學衛星，顧名思義，是做科學的研究、探索、發現之用的衛星。科學衛星關注四個領域：地球科學、日地科學、空間天文學、深空探測。

1、地球科學類衛星。除了為人所熟知的對地成像衛星，還有一類沒那么“耀眼”，但卻與人們的生活息息相關的微波載荷類衛星。

例如氣象衛星一般都搭載了微波成像儀、微波雷達載荷，微波類載荷觀測到的圖象經過處理，就是人們非常熟悉的氣象云圖。

又如地球重力場探測衛星。歐洲GOCE衛星測量的圖象精確地展示了地球不同地區的引力差異，可以精確地描述地球的結構和演化，提高人們對地球的認知。此外還有二氧化碳探測的衛星，微小衛星創新研究院研制的我國首顆全球二氧化碳監測科學實驗衛星于2016年12月成功發射。

2、日地科學衛星。這類衛星的作用是對太陽進行探測，以及研究太陽對地球的影響。

1958年，美國第一顆人造衛星“探索者1號”探測到地球周圍存在一個輻射區，即后來人們所熟知的范艾倫帶。太陽風所帶來的帶電粒子會在這里被捕獲，而當太陽發生磁暴，范艾倫帶的高能帶電粒子大量泄出，并最終導致極光現象。此后，科學家專門展開了對范艾倫帶的研究。

另一類衛星直接觀測太陽，例如歐空局研制的Solar C衛星，將飛往日地之間近太陽的三分之一處，非常近距離地探測太陽。微小衛星創新研究院也在進行日地科學衛星的研制計劃，即太陽風磁層相互作用場景成像衛星，也稱“微笑衛星”。

3、空間天文衛星。最著名的當屬為全球無數人提供了桌面高清大圖的哈勃望遠鏡，它于1990年發射，相機口徑0.85米，至今已經在軌服務20多年。而它的繼任者詹姆士·韋伯望遠鏡，直徑6米，主鏡由18塊子鏡構成，每一塊子鏡都可以在軌進行精密調節，使其能夠對廣闊無垠的宇宙進行更高精度、更高靈敏度的探測。全世界的天文學家都非常期待這顆衛星的升空，期待由它帶來對宇宙新的發現。

圖1：俄羅斯eROSITA X射線空間望遠鏡，54層鏡筒幾乎無縫地套在一起。

圖2：此圖用登山的比喻，展示微小衛星創新研究院承擔的我國空間科學先導專項，其中包括正在研制的，及正在開展前沿研究的衛星。包括月球軌道布設微納衛星星座，探測超長波無線電等；而探測引力波的GECAM雙星計劃，相當于科學衛星登山途中的明星，它要在百萬公里的量級探測到皮米量級的精度，難度相當大，在工程領域機、電、熱控制方面都有非常高的要求。

又如X射線望遠鏡，它們探測的目標是連光線都逃不出去的黑洞，還有包括各種劇烈的爆發現象和噴流。我國在該領域也有研究，研制中的有中法天文衛星和愛因斯坦探偵衛星。

4、深空探測——代表人類對宇宙、對未知世界的好奇心。

這一方向，美國擁有很強的技術積累，例如火星探測。美國早在1964年就成功開啟了對火星的探測，到目前為止已經有好幾代火星車如勇氣號、機遇號、好奇號登陸火星。

俄羅斯雖然是全球最早發射火星探測器的國家，但數次任務都以失敗告終。ESA的深空探測目標包含太陽星系的多個行星，最近即將發射的是“貝皮·哥倫布”水星探測器。

中國也啟動了首次火星探測任務，將在2020年發射火星探測器，對火星開展繞、落、巡科學探測。

工程師精神

為了實現科學家們的實驗目標及探索夢想，工程師們攀登著一個又一個工程技術的高峰。在此舉兩個迄今為止人類工程技術巔峰代表作為例。

1、俄羅斯eROSITA X射線空間望遠鏡（圖1），其7個模塊都鑲嵌了由54層鏡筒套在一起的鏡子，表面金涂層的粗糙度達到納米級。54個鏡子幾乎無縫地套在一起，工藝難度登峰造極。

2、旅行者號探測器，1977年由美國發射，進行行星際探測任務。迄今為止已經在宇宙空間飛行了40多年，目前這兩顆衛星已經進入太陽系的邊緣，進入星際空間。探測器首席科學家說，從來沒有想到經過40年，衛星還能工作！科學家預計到2030年，旅行者號的信號就將再也收不到了。

這正是工程師精神——不斷追求、精益求精，更好地為科學家服務。

認知宇宙，探理求真，青春無悔，燦若星辰。

1990年，著名的天文學家和科普推動者卡爾·薩根說服了NASA，在旅行者號完成所有太陽星系任務時，讓它轉過身，對著地球的方向拍下了這張照片。地球在整個宇宙宏大的背景下，就是一個暗淡的藍點，人類不管幾千年還是幾十萬年的文明和歷史，都在如塵埃般的這個暗淡的藍點之上。

一方面我們要更加珍惜地球，這是我們目前所知的唯一家園；另一方面，我們在這么塵埃的角落，卻有探索宇宙的壯舉，人類應該為自己感到自豪。