我们的征途是宇宙星辰

+ 演讲者：陈雯（中科院微小卫星创新研究院 科学卫星总体部副部长）

我们是为科学家服务的工程师。

科学卫星有哪些？

科学卫星，顾名思义，是做科学的研究、探索、发现之用的卫星。科学卫星关注四个领域：地球科学、日地科学、空间天文学、深空探测。

1、地球科学类卫星。除了为人所熟知的对地成像卫星，还有一类没那么“耀眼”，但却与人们的生活息息相关的微波载荷类卫星。

例如气象卫星一般都搭载了微波成像仪、微波雷达载荷，微波类载荷观测到的图象经过处理，就是人们非常熟悉的气象云图。

又如地球重力场探测卫星。欧洲GOCE卫星测量的图象精确地展示了地球不同地区的引力差异，可以精确地描述地球的结构和演化，提高人们对地球的认知。此外还有二氧化碳探测的卫星，微小卫星创新研究院研制的我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星于2016年12月成功发射。

2、日地科学卫星。这类卫星的作用是对太阳进行探测，以及研究太阳对地球的影响。

1958年，美国第一颗人造卫星“探索者1号”探测到地球周围存在一个辐射区，即后来人们所熟知的范艾伦带。太阳风所带来的带电粒子会在这里被捕获，而当太阳发生磁暴，范艾伦带的高能带电粒子大量泄出，并最终导致极光现象。此后，科学家专门展开了对范艾伦带的研究。

另一类卫星直接观测太阳，例如欧空局研制的Solar C卫星，将飞往日地之间近太阳的三分之一处，非常近距离地探测太阳。微小卫星创新研究院也在进行日地科学卫星的研制计划，即太阳风磁层相互作用场景成像卫星，也称“微笑卫星”。

3、空间天文卫星。最著名的当属为全球无数人提供了桌面高清大图的哈勃望远镜，它于1990年发射，相机口径0.85米，至今已经在轨服务20多年。而它的继任者詹姆士·韦伯望远镜，直径6米，主镜由18块子镜构成，每一块子镜都可以在轨进行精密调节，使其能够对广阔无垠的宇宙进行更高精度、更高灵敏度的探测。全世界的天文学家都非常期待这颗卫星的升空，期待由它带来对宇宙新的发现。

图1：俄罗斯eROSITA X射线空间望远镜，54层镜筒几乎无缝地套在一起。

图2：此图用登山的比喻，展示微小卫星创新研究院承担的我国空间科学先导专项，其中包括正在研制的，及正在开展前沿研究的卫星。包括月球轨道布设微纳卫星星座，探测超长波无线电等；而探测引力波的GECAM双星计划，相当于科学卫星登山途中的明星，它要在百万公里的量级探测到皮米量级的精度，难度相当大，在工程领域机、电、热控制方面都有非常高的要求。

又如X射线望远镜，它们探测的目标是连光线都逃不出去的黑洞，还有包括各种剧烈的爆发现象和喷流。我国在该领域也有研究，研制中的有中法天文卫星和爱因斯坦探侦卫星。

4、深空探测——代表人类对宇宙、对未知世界的好奇心。

这一方向，美国拥有很强的技术积累，例如火星探测。美国早在1964年就成功开启了对火星的探测，到目前为止已经有好几代火星车如勇气号、机遇号、好奇号登陆火星。

俄罗斯虽然是全球最早发射火星探测器的国家，但数次任务都以失败告终。ESA的深空探测目标包含太阳星系的多个行星，最近即将发射的是“贝皮·哥伦布”水星探测器。

中国也启动了首次火星探测任务，将在2020年发射火星探测器，对火星开展绕、落、巡科学探测。

工程师精神

为了实现科学家们的实验目标及探索梦想，工程师们攀登着一个又一个工程技术的高峰。在此举两个迄今为止人类工程技术巅峰代表作为例。

1、俄罗斯eROSITA X射线空间望远镜（图1），其7个模块都镶嵌了由54层镜筒套在一起的镜子，表面金涂层的粗糙度达到纳米级。54个镜子几乎无缝地套在一起，工艺难度登峰造极。

2、旅行者号探测器，1977年由美国发射，进行行星际探测任务。迄今为止已经在宇宙空间飞行了40多年，目前这两颗卫星已经进入太阳系的边缘，进入星际空间。探测器首席科学家说，从来没有想到经过40年，卫星还能工作！科学家预计到2030年，旅行者号的信号就将再也收不到了。

这正是工程师精神——不断追求、精益求精，更好地为科学家服务。

认知宇宙，探理求真，青春无悔，灿若星辰。

1990年，著名的天文学家和科普推动者卡尔·萨根说服了NASA，在旅行者号完成所有太阳星系任务时，让它转过身，对着地球的方向拍下了这张照片。地球在整个宇宙宏大的背景下，就是一个暗淡的蓝点，人类不管几千年还是几十万年的文明和历史，都在如尘埃般的这个暗淡的蓝点之上。

一方面我们要更加珍惜地球，这是我们目前所知的唯一家园；另一方面，我们在这么尘埃的角落，却有探索宇宙的壮举，人类应该为自己感到自豪。