玩过才知道 希望一号卫星游戏总动员

□ 文 周武 蒋建科 黄希

引 子：

科普是什么？有一位长期从事科普演讲的专家如是说：“如果把科学当做一个诱人的大苹果，公众就是爬在上面的蚂蚁， 想吃又不知从哪儿下口。科普工作就是去掀开苹果上的硬皮……”

希望一号卫星破雾而出

2009年12月15日清晨，太原卫星发射中心发射场，雪越下越大，空气中开始弥漫着大雾。200多名师生来到这里，等待观看中国首颗青少年科普卫星——“希望一号”的发射。“这样的天气能行吗？”一些同学小声地问老师。10时20分左右，太阳终于忍不住了，忽然露出笑脸，变得越来越亮，驱散了雾霾，雪也一下子变小了。10时31分，随着一声“点火”的口令下达，长征四号丙运载火箭载着“希望一号”卫星拔地而起，直刺苍穹。在现场观看发射的北京景山学校三年级学生刘重华激动地跳起来：“我们的实验上天了！”

北京景山学校三年级学生刘重华成了记者追逐的明星（薛滔摄）

发射前的卫星测试（马骥摄）

长征四号丙运载火箭以一箭双星方式，将遥感卫星八号和“希望一号”顺利送入预定的轨道。本次一箭双星发射升空，是中国长征系列运载火箭第121次航天飞行。

遥感卫星八号和长征四号丙运载火箭，均由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制生产。遥感卫星八号主要用于空间科学试验、国土资源勘查、农作物估产及防灾减灾等领域，将对中国国民经济发展发挥积极作用。

希望一号小卫星是中国航天科技集团公司所属东方红卫星公司专门为广大青少年研制的第一颗科普公益小卫星。其太空之旅有科普“三大件”随行：一是搭载刘重华设计“天圆地方”科学实验方案的实验设备，观察微重力条件下五种颜色颗粒的状态；二是采用宽视场彩色CMOS相机在测光仪的配合下进行太空摄影；三是建立业余无线电空间电台，为中国和全球的业余无线电爱好者提供信标、语言和数据转发等空间通信试验服务。

发射前的火箭测试（马骥摄）

长征四号丙运载火箭整装待发（凌建中摄）

为青少年“量身定制”

作为我国第一颗科普公益卫星，“希望一号”由中国科协和中国航天科技集团公司发起，从设计到研制成功历时9个月，共投资3000万元，专为青少年量身设计。

小卫星的名字原本叫“希望号”奥运星，但由于发射时间从原定的奥运会之前推迟到了奥运会以后，所以才更名为现在的“希望一号”。“希望一号”只有60千克重，采用八边形立柱框架结构。据卫星总设计师张晓敏介绍，“‘希望一号’运行在高度为1200千米的太阳同步轨道，绕地球南北极飞行一圈需要109分钟。”

“我们希望借小卫星，在太空给孩子们搭建一个科技实验的‘操作台’，激发他们对航天科技的兴趣及创造力。”中国宇航学会副理事长兼秘书长杨俊华在接受记者采访时表示。2008年，“希望一号”卫星搭载方案征集活动启动，共征集到105个方案，经过初评和答辩终评，当时刚刚上小学一年级的刘重华提出的“天圆地方”方案，由于创意新颖，简单可行，被专家推选为“希望一号”的搭载方案。

杨俊华透露，“希望一号”升空运行后，有关方面将组织举办一系列丰富多彩的相关科普活动，主要包括“天圆地方”五色土图形在太空中变化情况竞猜活动、“希望一号”图像识别大赛、全国青少年“希望一号”卫星通信竞赛、“希望一号”在轨运行监测活动等。

在太原卫星发射中心的大力支持下，中国宇航学会组织200多名师生观看发射（薛滔摄）

卫星发射成功后，观看发射的师生们欢呼雀跃（薛滔摄）

“希望一号”卫星本体直径为68厘米、高48厘米，在轨（含天线）高为97.4厘米（凌建中摄）

“希望一号”游戏开始了

游戏一：看五色土七十二变

希望一号卫星上的“天圆地方”实验设备，通过对直径2毫米的五种颜色颗粒在轨状态进行拍照，观察在微重力条件下五色颗粒的运动状态。

实验的五种颜色颗粒按照北京中山公园社稷坛布局（中黄、东青、南红、西白和北黑）放置在一个正方形透明盒内，颗粒直径2毫米左右，码放一层。起飞前每个颗粒位置固定，用一块带有小凹坑的有机玻璃“压紧”进行限位，以便防止在火箭发射过程中的剧烈震动使颗粒提前混合；卫星入轨后，根据指令，“五色土”盒锁紧机构解锁，小凹坑压板向后平移，使盒内空间高度增加到5毫米，颗粒在“五色土”盒内处于自由悬浮状态。此时，五种颜色的颗粒将怎样运动？3个月后，又将如何运动？

热心的读者可参与竞猜，把结果在2010年3月31日前寄给本刊或发送到csa_kpc@spacechina.com,你将有可能获得奖品、纪念品和证书。

自从“天圆地方”被确定为“希望一号”的搭载实验方案，刘重华就成了景山学校里的明星人物，而从方案到实施，也有她师哥们的功劳（陈彩连摄）

北京景山学校的学生研讨“天圆地方”五色土卫星搭载方案（陈彩连摄）

游戏二：辨认希望一号眼中的世界

“希望一号”小卫星携带一台轻型宽视场彩色CMOS相机，相机质量为0.36千克，由于拥有140度的宽视场角，卫星能够在1200千米轨道高度对地球全景(球冠)成像，星下分辨率为1.4千米。

据张晓敏总设计师介绍，“相机将采用照一张、存一张、传一张的方式工作，即‘不传不照’，每幅彩色照片从太空传回地面约需要8分钟的时间。”

轻型宽视场彩色CMOS相机与测光仪配合工作，在轨通过测光仪测量太阳光照条件，在光照条件允许情况下，CMOS相机实现对地球和太空目标的彩色成像。其所拍摄的照片数据将传输给卫星地面测控站，经过数据处理后，可获得大陆、海洋、山川、台风、变化的云层、星空和以太空为背景的地球边缘的照片。这些照片将公布在www.csaspace.org.cn网站上，大家可以根据照片判读地理位置和分辨星座。

“希望一号”科普卫星发回的第一张地球照片

游戏三：无线电爱好者总动员

航天东方红卫星有限公司的工程技术人员称“希望一号”是航天人为小朋友精心制造的“金色巧克力蛋糕”（凌建中摄）

“希望一号”无线电实现了亚洲、欧洲、美洲和大洋洲50多个国家和地区的信标接收和通联，信号稳定、话音清晰。

“希望一号”卫星的无线电空间电台由无线电通信转发器、UHF天线和VHF天线共同构成，向地面发送带有遥测参数的信标，地面业余无线电台可通过卫星进行莫尔斯电码、简易的话音和数据通信等试验，并为中国和全球的业余无线电爱好者提供信标、语言和数据转发等空间通信试验服务。

为开展“希望一号”小卫星青少年业余无线电通信活动，全国青少年航天科技体验活动组委会还计划在包括港澳台地区的全国范围内的中小学校和青少年科技教育活动机构中，建立“希望一号”卫星青少年业余无线电通信活动基地，主要用于开展青少年业余无线电通信竞赛、应急通信演习竞赛及相关科普活动。

据悉，为配合XW-1“希望号”卫星项目，国家无线电管理部门正在考虑允许持有三级业余电台操作证书的业余无线电爱好者使用145.800-146.000MHz开展业余通信试验，中国无线电运动协会网站将会及时转载相关消息。

“希望一号”背后的推手

3000万元投资，从策划到成行长达10年，“希望一号”科普卫星由民间到官方，牵动了众多人的心。而由爱心引发的“希望”号接力棒正在不断传递中……

场景一：

1999年，中国空间技术研究院总体部的韩光熙、中国科学院奚国金、清华大学马正新、航天测控公司韩民一起发表了《志愿者宣言》，自筹经费，设计卫星。卫星专家褚桂柏、张永维等帮助设计，仅用几千元就做出了卫星设计方案。火箭专家刘竹生、黄春平多次参与到方案的论证中，希望在神舟飞船发射时搭载升空。

场景二：

2007年6月6日，在北京市奥组委、中国科协、中国航天科技集团公司和中国宇航学会的积极推动下，希望一号奥运卫星项目获批立项，一次承载着所有航天爱好者希望的科普活动在经过8年的努力后，终于变成了现实。

场景三：

2008年5月29日，由北京奥组委、中国科协和中国宇航学会联合主办的“科技奥运、梦想航天”全国青少年航天科技体验活动在北京启动。中国科协副主席、中国航天科技集团公司副总经理袁家军深情寄语：“播种希望，收获未来。”中国科协书记处书记、党组成员程东红向青少年赠送北京奥运会会旗。

场景四：

2008年8月22日，在中国宇航学会的组织下，来自全国各地的70多名中小学生和学生家长在西昌卫星发射中心参加“希望号”奥运星搭载方案评审。

场景五：

2009年10月12日，中国科协常务副主席、书记处第一书记、党组书记邓楠（右三）在卫星总装厂房饶有兴趣地进行了天地通话试验（李冠礁摄）

2009年10月12日，邓楠一行在马兴瑞、袁家军等陪同下视察“希望一号”的研制现场（李冠礁摄）

2009年10月12日，中国科协常务副主席、书记处第一书记、党组书记邓楠在中国航天科技集团公司视察时表示：“航天科技集团公司在发展航天科技的同时，还为公益性青少年科普事业无私奉献，花费了大量的人力、物力和财力来研制希望一号卫星，以实现全国青少年和业余无线电爱好者的梦想，非常值得肯定。卫星发射成功以后，必将极大地激发青少年关注航天科技的兴趣和热情。希望航天科技集团公司能够进一步拓展对希望一号卫星的应用，使之发挥更大的作用。”

场景六：

2009年12月，中国航天科技集团公司总经理马兴瑞在太原卫星发射中心，仔细询问了火箭、卫星的技术状态和射前的各项准备工作情况，并亲自复核复算，与卫星总师们对薄弱环节进行了数据计算与验证。发射成功后，马兴瑞表示，“普及航天、宣传航天，这是我们的社会责任，同时也是航天人回馈社会的一个体现。今后集团公司将加大有前瞻性的科普项目的投入，让更多关心中国航天的公众参与其中。”

场景七：

发射前夕，中国科协书记处书记、党组成员程东红一行作为希望一号科普卫星的用户代表，前往太原卫星发射中心现场参加发射工作。程东红表示，12月15日是中国科协第一个会员日。此次发射的卫星受到社会的广泛关注，必将对青少年科普产生重要影响。

场景八：

发射前夕，全国人大常委会副委员长、中国科协主席韩启德欣然题词：梦想航天，成就未来。

场景九：

中国科协青少年活动中心、中国宇航学会和中国无线电运动协会正在围绕“希望一号”卫星，策划联通全球华人的活动。

发射当天，“希望一号”总设计师张晓敏向总装备部副部长牛红光（左一）、中国航天科技集团公司总经理马兴瑞（左二）、副总经理袁家军（左三）汇报卫星射前情况（黄希摄）

中国宇航学会副理事长兼秘书长杨俊华接受新华社记者采访（薛滔摄）