南國早報(bào)全媒體記者：唐屹權(quán)
通訊員：黎錦
5月14日，經(jīng)過十年研制，宇宙X射線偏振探測（CXPD）03、04系列立方星，搭乘之江實(shí)驗(yàn)室“三體計(jì)算星座”首發(fā)星座在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。值得一提的是，發(fā)射的立方星長寬高僅10厘米，由廣西大學(xué)主導(dǎo)研制，也是廣西首個(gè)高校領(lǐng)銜研究的空間探測項(xiàng)目。此次成功發(fā)射，意味著我國在宇宙X射線偏振探測技術(shù)領(lǐng)域迎來重大自主突破，研究團(tuán)隊(duì)突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從核心器件到星載智能系統(tǒng)的全鏈條自主研制。
5月21日，研究團(tuán)隊(duì)成員回到廣西大學(xué)后，向南國早報(bào)全媒體記者講述了研制立方星背后的故事。
立方星成功發(fā)射，創(chuàng)下兩個(gè)紀(jì)錄
“我們的立方星長寬高僅10厘米，雖然小，但功能強(qiáng)大?！?月21日，廣西大學(xué)物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院教師、研制此次系列立方星的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人封煥波說，它們在衛(wèi)星上擁有自己的專屬“工位”，外出宇宙“打工”一至兩年后會(huì)在掉落大氣層的過程中化為灰燼。但它們所收集的數(shù)據(jù)和成果，將有助于人類揭示黑洞、中子星等極端天體的奧秘。
▲封煥波正在介紹立方星的構(gòu)成。 除特別標(biāo)注外，本文圖片均由南國早報(bào)全媒體記者唐屹權(quán)攝
據(jù)他介紹，立方星通常應(yīng)用于通信、氣象研究、科研教育等領(lǐng)域。此次發(fā)射的立方星，主要用于探測X射線偏振的信息，這是高能天體物理觀測研究中的一個(gè)重要維度。通過捕捉這些微妙的偏振信號(hào)，團(tuán)隊(duì)可以更深入地了解宇宙中的極端天體。
在每年全球發(fā)射的衛(wèi)星中，有10%～20%都是立方星。立方星體積小、重量輕，把它發(fā)射上天通常需要搭乘大型衛(wèi)星的火箭“順風(fēng)車”，在偌大的衛(wèi)星上有專屬“工位”后即可開始工作。比起幾噸重的大衛(wèi)星，立方星顯著降低了衛(wèi)星的發(fā)射成本。
▲立方星只有巴掌大。
此次立方星發(fā)射備受關(guān)注，也創(chuàng)下兩個(gè)新紀(jì)錄：這是廣西首個(gè)高校領(lǐng)銜研究的空間探測項(xiàng)目；發(fā)射的衛(wèi)星搭載了全球首個(gè)X射線偏振探測技術(shù)星載AI系統(tǒng)，能夠在飛行過程中助力立方星快速捕捉伽馬射線暴這類轉(zhuǎn)瞬即逝的宇宙閃光。
在2023年6月，由廣西大學(xué)主導(dǎo)研制的初代立方星CXPD01已成功搭乘“力箭一號(hào)遙二”運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。CXPD01作為“探路者”，其主要任務(wù)是驗(yàn)證立方星在太空中作業(yè)的可行性，而今年發(fā)射的CXPD02、03、04立方星則真正開始探測X射線偏振的信息（其中，02號(hào)于5月17日發(fā)射）。
▲立方星搭乘“三體計(jì)算星座”首發(fā)星座升空。 校方供圖
苦心研制十年，教室變夢工廠
記者走訪了解到，為了造出這一系列立方星，實(shí)現(xiàn)心中的夢想，該團(tuán)隊(duì)苦心研制了十年時(shí)間。
“那時(shí)候，我們兩個(gè)人，一個(gè)老師，一個(gè)學(xué)生，就在這間教室里開始了我們的科研之路。”封煥波說，因?yàn)闊釔厶剿魑粗挠钪?，十年前，他和?dǎo)師劉宏邦決定投身于宇宙X射線偏振探測這一前沿領(lǐng)域。
兩人不懼白手起家，說干就干，分工打掃教室、布置實(shí)驗(yàn)器材……一步一個(gè)腳印地搭建起屬于自己的科研平臺(tái)，逐漸讓曾經(jīng)空蕩蕩的教室煥發(fā)了生機(jī)，變成了功能齊全的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室。
此外，研制團(tuán)隊(duì)也在不斷壯大。發(fā)展至今，擁有近30名成員，包括7位教師和20余名研究生，平均年齡在30歲左右。
為了攻克遇到的科研難題，廣西大學(xué)與華中師范大學(xué)、中國科學(xué)院高能物理研究所、中國科學(xué)院大學(xué)等院所組建了CXPD合作組，充分整合不同院所的學(xué)科優(yōu)勢和教學(xué)資源。
關(guān)鍵參數(shù)出偏差，幸是虛驚一場
在立方星交付前的關(guān)鍵階段，研制團(tuán)隊(duì)遭遇了一場驚心動(dòng)魄的風(fēng)波。
當(dāng)團(tuán)隊(duì)成員對立方星進(jìn)行最后的調(diào)試時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)高壓值異常升高，遠(yuǎn)超預(yù)設(shè)的安全范圍。這一突發(fā)狀況立即引起了團(tuán)隊(duì)的高度警覺，因?yàn)楦邏寒惓⒖赡軐?dǎo)致探測器損壞，甚至使整個(gè)任務(wù)功虧一簣。
“當(dāng)時(shí)心里咯噔一下，感覺自己的職業(yè)生涯就要到此為止了?！毖兄茍F(tuán)隊(duì)成員謝立榮回憶道。
謝立榮說，遇到該突發(fā)情況，團(tuán)隊(duì)開會(huì)探討，沉著冷靜應(yīng)對，分工合作找問題。經(jīng)過一番緊張有序的排查，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)高壓異常并非由于探測器本身的問題，而是在首次與平臺(tái)對接時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算出現(xiàn)了偏差，導(dǎo)致了高壓值的異常，“排查異常之后我的心才放下來，感覺像坐過山車一樣”。
多所院校合作，突破技術(shù)難關(guān)
據(jù)研制團(tuán)隊(duì)人員介紹，這次高壓異常只是團(tuán)隊(duì)十年研制歷程中眾多挑戰(zhàn)的一個(gè)縮影。回望過去，團(tuán)隊(duì)在芯片研制過程中遭遇了重重困難。
首先，技術(shù)挑戰(zhàn)與資源限制就像兩座大山橫亙在團(tuán)隊(duì)面前。為了滿足火箭發(fā)射裝載要求，芯片尺寸很小，但功耗卻必須控制在1瓦以內(nèi)，這遠(yuǎn)低于同類芯片通常的4到5瓦甚至10瓦的功耗。同時(shí)，芯片還需要具備抗輻射和低噪聲性能，以滿足太空環(huán)境的嚴(yán)苛要求。在設(shè)計(jì)過程中，團(tuán)隊(duì)需要權(quán)衡多個(gè)相互牽制的指標(biāo)，如功耗、性能、面積等，這無疑增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
▲研制團(tuán)隊(duì)部分成員在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心合影。 校方供圖
在遇到困難時(shí)，團(tuán)隊(duì)積極主動(dòng)向其他院所尋求幫助，通過合作攻關(guān)技術(shù)難題。
封煥波說：“在芯片設(shè)計(jì)過程中，我們基于國內(nèi)一款自主研發(fā)的芯片進(jìn)行了升級(jí)。同時(shí)，我們與包括中國科學(xué)院大學(xué)在內(nèi)的多所院所開展聯(lián)合培養(yǎng)計(jì)劃，互派學(xué)生交流學(xué)習(xí)，借助不同院所的學(xué)科優(yōu)勢和教學(xué)資源，共同攻克科研難題，推動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)展?！?/p>
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編輯 丁春霞
校對 黃少華
責(zé)編 唐海波
審核 劉飛鋒
