“复旦一号”上天一年半,一系列重要成果先后问世

“复旦一号”模型图
青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 邓晗/文 受访者/图
“复旦一号(澜湄未来星)”在山东海阳发射升空至今在轨运行已有一年半时间,这颗承载科技、外交、友谊使命的“复旦一号”在复旦大学牵头下,相关科研协作顺利开展,一系列重要成果先后问世。复旦大学最新消息,下一步还将布局更多超低轨卫星,绘就“澜湄星座”。
□ 芯片载荷齐升空,成果登上Nature □
“复旦一号”卫星由复旦大学与上海航天空间技术有限公司联合研制,主要围绕太阳大气数据和澜湄区域大气数据开展跨国科学研究,为澜湄六国开展太空观测与技术应用交流合作提供重要平台。卫星装载对日紫外光谱仪、毫米波大气湿度廓线探测仪等载荷,采用上海航天空间技术有限公司自主开发并经过在轨验证的SASTX-50微纳卫星平台,运行在500km太阳同步轨道,获取实验数据。
这颗小卫星重约50公斤,收起太阳能电池板后,为长宽高各50cm的立方体,搭载了一套芯片和两个载荷。
一年多来,芯片和载荷在太空顺利作业,完成了基于二维电子器件与系统的国际首次在轨验证、自主研制对日紫外光谱仪观测等在轨任务,空间科研交出亮眼答卷。 芯片方面,卫星搭载着“青鸟”二维通信与存储芯片测试装置。该装置是国际首次测试二维半导体芯片在空间中的特性,由复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、集成电路与微纳电子创新学院周鹏-马顺利团队设计研发。 今年1月,依托“复旦一号”和澜湄青年天体科学中心,复旦大学周鹏团队成功验证了“青鸟”通信系统太空在轨的抗辐射性和长期稳定性,成果登上《自然》(Nature)。这也是国际上首次实现基于二维电子器件与系统的在轨验证,开辟了原子层半导体太空电子学领域,标志着人类向构建高可靠、轻量化的太空电子系统迈出关键一步,该成果受到六国乃至全球学界的重点关注。
“在航天领域,可靠性和功耗往往比极致的小型化更重要。”周鹏指出,“青鸟”系统在长寿命与低功耗方面的天然优势,使其在规模化应用后,全生命周期成本将显著低于传统抗辐射方案,“是一个价值可达数十亿甚至百亿美元级别的潜在市场”。
在卫星搭载的两个载荷中,主载荷为“核科一号”对日探测光谱仪。该设备旨在获取紫外波段太阳大气的精细光谱,验证和发展理论模型,从而更好地模拟和预测太阳爆发活动。
对太阳的耀斑进行观测研究,是“核科一号”最为重要的工作之一。“复旦一号”升空后,“核科一号”对日探测光谱仪顺利开展工作,在280nm波段首次获得来自中国卫星的优于0.1nm精度的耀斑精细光谱,填补了国内该波段的观测空白。
“‘核科一号’采集速度快,可实现10毫秒级曝光,采集速度较国外同类设备提升近百倍。这帮助我们高频次地获得耀斑环运动光谱的特征数据,为研究耀斑机理、实现空间天体的预测做出来自中国的数据贡献。”复旦大学现代物理研究所(核科学与技术系)副教授杨洋介绍,这些数据以及研究成果未来有望公开,为我国未来航天和深空探索提供基础物理和数据的可靠支撑。
卫星搭载的第二个载荷,是毫米波大气湿度廓线探测仪,微波遥感能穿透云雨,观测风暴内部结构,准确显示三维大气温湿度廓线分布场。目前,该载荷仍在进行数据采集,未来将服务我国黄河、长江、珠江等水系与“一带一路”地区的水资源管理、环境保护、灾害监测、海洋管理等,为水资源监测和预警提供数据支撑。
□ 赋能澜湄合作,注入区域发展新动能 □
“复旦一号”卫星为科研成果落地提供了基础平台,丰富澜湄合作框架下的国际科研产出,也为区域科技合作注入创新动能,助力六国民心相通。
借助复旦自研“核科一号”对日紫外光谱仪,杨洋团队成功实现了太阳表面活动中高分辨率的镁离子特征光谱线的观测。目前,他们正在解谱获取其等离子体的运动规律,为相关太阳活动理论的验证、空间天气预测模型的建立,贡献来自中国团队的实验观测数据。
大气湿度廓线探测仪能够探测大气变化,在澜湄国家的水资源、农业、灾害监测等领域有较大应用潜力,有望为澜湄国家发展提供技术支撑。杨洋展望道,如果未来超低轨卫星星座网建成,可以实现区域天气预报、资源遥感等应用。
同时,复旦大学携手澜湄流域及“一带一路”国家高校和研究机构,通过数据共享、联合科研、合作培养等方式,邀请澜湄国际青年联合开展科研实验,为澜湄六国青年学者提供交流学习平台。项目以高等教育领域的独特优势为澜湄友谊注入新活力,服务澜湄流域高质量发展。
今年正值首次澜湄领导人会议举办十周年,也适逢澜湄合作第二个“金色十年”的起步阶段。本周是六国领导人确定的“澜湄周”,复旦大学将组织“澜湄周”系列活动,包括第十届澜湄青创赛(YICMG)初赛、六国学者主讲的澜湄线上讲习班、澜湄青年倡议头脑风暴等,促进六国之间的交流合作。
下一步,复旦还将布局更多超低轨卫星,绘就“澜湄星座”。“当前,美国在轨卫星数量超11000颗,占全球份额70%以上,星链在轨卫星超10000颗,已形成先发壁垒。”复旦大学现代物理研究所党委书记赵强介绍,超低轨作为全新赛道,是我国实现太空基础设施领域战略反超的重要契机,复旦大学将发挥跨学科科研优势,布局核心技术攻关,推动产学研融合落地,将超低轨“无人区”打造为我国的“优势区”。
青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 邓晗/文 受访者/图
编辑:李宇婷
来源:青春上海News—24小时青年报
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