小小的“启明星”，老师搭台，学生唱主角。50多位学生的三年心血，让这颗微纳卫星做到了诸多全球、全国第一。背后的故事也耐人寻味。

“启明星”诞生于一次学生论文答辩

研发“启明星”的点子来源于一次学生的论文答辩，武汉大学遥感信息工程学院巫兆聪教授回忆说，在答辩时，学生多次表达有很多新的想法，但苦于没有合适的数据去研究验证。能用到的数据大多是国外的，而这些数据并不符合自己的需求。

这让坐在台下的巫兆聪和金光教授深有感触，没有自己的卫星，哪会有自己想要的数据？有了我们自己的卫星，今天发个指令马上拍摄，明天数据就可以传下来。巫兆聪和金光一合计，既然已经具备团队的研制实力，何不自己筹集经费，设计、制造、发射自己的卫星？就这样，“启明星”在一场头脑碰撞中诞生了。

“启明星”上天，武汉大学宇航科学与技术研究院副院长毛庆洲形容说，推动了武汉大学遥感学科从软件向硬件方面的升级。

巫兆聪教授说，武汉大学的遥感科学技术已经连续5年被一些学术机构评为世界第一。这次学生全程参与“启明星”的设计制造和应用研究工作，更加增强了他们对这个“世界第一”的自信。

老师拿出800万研发卫星

“启明星”项目的负责人金光教授曾长期在中科院长春光学所工作，是我国航天光学遥感卫星研发的领军人物，著名的“吉林一号”等卫星就是他的太空杰作。2019年退休后，他作为高端人才被引进武汉大学。武汉大学给予他1000万元的科研启动经费。2019年经费到位，金光教授拿出其中的500万元作为卫星研发费用，“启明星”项目正式启动。

武汉大学遥感信息工程学院李德仁院士在采访中介绍说，武汉大学近年来布局传感器卫星的研制发射，专门成立了宇航科学与技术研究院，在武汉大学和湖北省、武汉市的大力支持之下，引进了很多高端人才，金光教授就是其中一位。拿出自己的科研经费搞卫星，金光教授的这一举动让李德仁院士印象深刻，“做人做事很爽快。”李院士说。

金光则表示，武汉作为中国航天的一个重要基地，没有自己的卫星载荷，总觉得缺了点什么，我就想拿着这笔钱贡献自己的一点微薄之力。

除了卫星研制的500万元，金光教授另外又从科研经费中拿出300万元作为发射费用。1000万元，一颗卫星用掉了800万元，金光教授说，无论研制还是发射，都太便宜了，划得来。

全校张榜招学生团队

“启明星”放手让学生来做，是个大胆的想法，也是武大遥感学科老师们的共识。

武汉大学宇航院提出一种新教学理念——空间实验室。把卫星作为一种新型的教学平台，把实验室放在天上。金光教授介绍说，这样学生可以通过和卫星的实时互动，在太空中设计、完成实验。

这其实是一个各单一学科背景的学生通过参与卫星的研制、发射、监测，全面熟悉掌握卫星相关技术及应用，成长成遥感领域复合型人才的过程。巫兆聪教授评价说，之前学生们多数做的是一些算法和软件开发，卫星的设计、制造比这要复杂得多。由软向硬的突破和提升，让学生们有一个系统工程全链条思维的锻炼。

欢迎每一个人，2019年4月，“启明星”团队在武大全校范围内张贴“招贤”海报，无论是本科生，还是在读的硕士生、博士生，只要愿意从事航天，有热情研制卫星者都可以报名，不同学科的多多益善。得到初步名单后，再经过教师团队的认真考核，最后确定下正式名单。

卫星研制一般分为机械、热控、姿态控制、星务、通信、电源动力等几大系统，筛选出来的“启明星”学生团队也有模有样，按照这些系统分成若干个研发小组，全程参与到了卫星研制中，从研制、管控、管理到后期应用4个环节，做到了真正的闭环。

从提出想法到研制完成，历时了三年多，其间，有的学生毕业离开，金光教授粗略地数了一下，参与到“启明星”研制的学生大约有50人，本科生20人、研究生30人，学生不愧是“启明星”研发的主力军。

学生创意催生了“启明星”的夜光遥感

“启明星”的一大亮点是它的夜光遥感，8个波段可以毫不夸张地说，后来居上。而这个创意是由一位女生提出的。李津津是“启明星”学生研发团队众多女生中的一位，正是当时还在读研一的她提出来，能不能让启明星戴上“有色眼镜”？

过去的卫星夜光遥感是黑白的，只有明和暗的区别。想要看到彩色，必须增加波段，只看到红黄蓝，还觉得太简单了，李津津的“雄心”是要看到夜晚的深蓝浅蓝、深黄浅黄、深红浅红等等，这样波段不断增加到8个，比之前我国同类卫星的3波段多了两倍多。波段的增加，不是搭积木一般容易，专门从事夜光遥感的李熙教授说，从3到8，不是量变而是质变。

人眼可见光的频率是480～650纳米，而8个波段的“启明星”夜光遥感频率覆盖了400～1000纳米范围，也就是说，“启明星”看到的地球之夜，不仅像人眼一样逼真，而且更清晰广阔。

更重要的，“启明星”夜光遥感的8个波段是可控可变的，像乐高一样任意搭配，在轨可编程，用户可以定制任意波段组合成像，这也是其他卫星不具备的功能。巫兆聪教授形容说，这种灵活的工作模式类似于人类戴上不同的“有色眼镜”看世界，想看红的就看红的，想看绿的就看绿的。学生可以按照自己的创意设计应用方案，给卫星下命令，以自己想要的方式观测地球，拿到数据以后再来验证当初的奇思妙想是不是合理、可行的，相当于学生的创新工作有了一个很好的试验场。

在实验中学习，在动手中发现。因为没有人做过，8波段夜光遥感的参数如何设定，加权因子应该多少，大家都不太清楚，按照习惯设定为1.23，但李津津经过研究测算，提出1.23不太合适，要调到1.0左右，一个小小的数字改变，金光教授高度评价，就像女生化妆，1.23是素颜，1.0则是淡妆浓抹，马上楚楚动人，精细的加权会让测量的数据更加完美。学生的创意在这次卫星研制中得到了充分的体现。

“启明星”是“自信”卫星

不光李津津，参与前期系统组织、星上传感器的集成与后期测试工作的周昊，卫星姿态控制的李妩舟，数字卫星系统的张雪峰，后期应用的饶可奕，卫星数据处理的陈俊博，地面处理的柯诗韵，数据接收和卫星测控的路泽忠，遥感谱段选择的林炜华，夜光遥感应用的黄淑娟，卫星整体设计的王广琦，在采访中几乎都谈到了，参与卫星研发，就是一个“把书本上的知识变成自己的知识”的过程。

李妩舟是金光教授的博士生，主要参与卫星姿态控制研究。卫星姿态是由星敏感器和陀螺仪两个传感器来控制的，两个传感器结合，才可以准确知道卫星当下的姿态。李妩舟引用古诗“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”说，以前这些东西都只在书上看过，了解得不是很深刻。经过这一次，对问题的理解就更透彻了。

今年研二的黄淑娟，从本科阶段就参与到“启明星”的研制。她忆起大一大二老师带同学们去武汉地面站参观的情景，“当时抬头往天上一看，感觉卫星离我们好遥远。当老师问我说，愿不愿意参与到‘启明星’的设计制造中来，我还觉得难以置信，真的可以吗？学生也能造卫星吗？”她说。

答案在过程里。博士生张雪峰学软件出身，研发数字卫星系统，却要和诸多硬件打交道，一开始接触，经常遇到困难。老师们每隔十几分钟就会过来帮我们一次，经过几天的调试，我们把数字系统搭建出来了。之前从来没有这么短的时间完成这样重大的任务，我感觉自身一下成长了。

成长也促进了变革。2020级博士生路泽忠以前研究的是通过仿真手段提高卫星观测率，这其实有些像绘画里的描红，借着别人的线条轮廓描绘自己的图像，因为数据来源于人、受制于人，不得不在“描”上下功夫。而现在有了“启明星”，他说，就不需要再用仿真的手段，通过一个算法软件直接嵌入到“启明星”里，可以得到更精准的结果、更高质量的图像。“启明星”这样一个学生自主搭建的平台，实现了从描图到绘图研究方向的变革。

从被动到主动，博士生王广琦说，现在我们迈出了很重要的第一步，我们对于卫星设计、制造的流程已经清楚，而且学生团队的成员经过这一次的锻炼，得到很好的培养和提升。后续这些团队的成员会继续进行二号星或其他卫星的研制，将来一定会做出更多功能、更复杂、更高质量的卫星去服务社会、国家发展的需求。

卫星出圈了

什么是卫星？金光教授说，卫星就是围绕地球旋转的机器人。研发卫星，和大学里组织学生参加机器人大赛其实是一样的，以学生为主体研制，在老师的指导下完成。全国高校“玩”机器人的很多，但能“玩”卫星的很少，武汉大学提出这个概念可以说是全国高校首创。以学生为主体研发卫星，既提升学生的学识、技术，让卫星飞上太空，也培养学生的使命感、自豪感还有自信，让卫星走下了神坛。

今年研二的柯诗韵清楚记得5年前还是本科生时，上过一门《测绘学概论》，这门课由六位院士共同开设，在结课论文中，她写道：希望将来有一天，我国的遥感卫星不仅是科研人员手里的工具，同时也能够面向民众和学生，能够真正地惠及学生、普及民众。她欣喜地说，“启明星”就做到了惠及学生，之后的互联网卫星“珞珈3号”做到了普及民众，卫星真的“出圈”了。

以前卫星离我们几百、几千公里，现在只离我们十几厘米。这不但是距离上的突破，也是遥感学科育人落地上的很大突破，柯诗韵说，“启明星”在遥感卫星史上可能是一颗“流星”，但在他们心中却是一座里程碑。  

文/周劼

编辑/倪家宁