24億年前，茫茫宇宙深處，一顆比太陽(yáng)重20多倍的“超級(jí)太陽(yáng)”生命走到了盡頭，瞬間坍縮，釋放出一朵巨大的“宇宙煙花”。24億年后，火球與星際物質(zhì)摩擦后生成的大量萬(wàn)億電子伏特（TeV）高能伽馬光子抵達(dá)地球。

　　“怎么提升在九游娛樂(lè)的游戲體驗(yàn)？”

　　人類看到了這朵“煙花”。2022年10月9日，“創(chuàng)新X”空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（以下簡(jiǎn)稱“創(chuàng)新X”衛(wèi)星）上的載荷“高能爆發(fā)探索者（HEBS）”抓住了這束最亮伽馬光。短短數(shù)百秒內(nèi)，HEBS與“慧眼”衛(wèi)星、高海拔宇宙線觀測(cè)站（LHAASO）聯(lián)合，精確測(cè)量了這個(gè)編號(hào)為GRB 221009A的伽馬射線暴完整爆發(fā)過(guò)程，其亮度是地球已知最大伽馬暴的50倍。

　　此時(shí)，距離“創(chuàng)新X”衛(wèi)星上天僅僅過(guò)了2個(gè)多月，這次千年不遇天文事件的科學(xué)觀測(cè)，只是這顆衛(wèi)星“觸摸”宇宙時(shí)帶來(lái)的“驚喜”之一。

　　在這顆重量只有620公斤的衛(wèi)星上，搭載著20余家單位研制的16套載荷，它是國(guó)內(nèi)同類衛(wèi)星中“乘客”最多的太空航班。自發(fā)射以來(lái)，“創(chuàng)新X”已完成44項(xiàng)空間新技術(shù)驗(yàn)證。

　　科學(xué)的進(jìn)步，似乎總是孕育于一次次偶然中，但每次不經(jīng)意突破背后的必然，一定是創(chuàng)新。

　　“創(chuàng)新X”衛(wèi)星的成功，在于其創(chuàng)新性地提出并跑通了由科研機(jī)構(gòu)“眾籌”太空科學(xué)試驗(yàn)的新范式，在此基礎(chǔ)上推出的“創(chuàng)新X科學(xué)航班”計(jì)劃，將在今后幾年中，陸續(xù)發(fā)射更多的“眾籌衛(wèi)星”上天，讓全球科學(xué)家以更低成本和更高效率完成“太空試驗(yàn)”。

　　2022年7月27日12時(shí)12分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，伴隨一聲巨響，由中國(guó)科學(xué)院自主研制的、我國(guó)當(dāng)前最大固體運(yùn)載火箭“力箭一號(hào)”（ZK-1A）發(fā)射，“一箭六星”，成功將六顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道并進(jìn)入500公里高度的太陽(yáng)同步軌道，“創(chuàng)新X”是其中最重的主星。

　　21世紀(jì)的航天產(chǎn)業(yè)，正處于劇烈變革之中。隨著空間科學(xué)和商業(yè)航天的蓬勃發(fā)展，新技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn)，太空試驗(yàn)的需求急劇增加。但原有模式就像一個(gè)頑固的枷鎖，限制了新技術(shù)的快速驗(yàn)證。

　　對(duì)于許多面向空間科學(xué)、空間應(yīng)用研究的新載荷、新技術(shù)產(chǎn)品而言，火箭發(fā)射任務(wù)有限，上星的機(jī)會(huì)“一票難求”，很多科研成果只能停留在地面試驗(yàn)階段。

　　2021年初，中國(guó)科學(xué)院“力箭一號(hào)”首飛工程立項(xiàng)，目標(biāo)是在500公里太陽(yáng)同步軌道實(shí)現(xiàn)1500公斤的運(yùn)載能力。同時(shí)，經(jīng)中國(guó)科學(xué)院審議通過(guò)，按照“經(jīng)費(fèi)自籌、風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)、科學(xué)先行、過(guò)時(shí)不候”的原則，“力箭一號(hào)”可以免費(fèi)搭載一顆空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星上天，但這顆星和星上載荷需要科學(xué)家們自籌經(jīng)費(fèi)。

　　如果將衛(wèi)星看作一艘太空飛船，那載荷便是船上的“乘客”，每個(gè)載荷都是不同的科學(xué)設(shè)備和儀器，承擔(dān)著太空試驗(yàn)的重任。對(duì)“眾籌者”來(lái)說(shuō)，這筆經(jīng)濟(jì)賬很好算，在衛(wèi)星成本相對(duì)固定的前提下，載荷越多，各自平攤的成本越低。根據(jù)常規(guī)配置，600公斤左右的衛(wèi)星一般能搭載三套載荷，但最終，“創(chuàng)新X”衛(wèi)星搭載了16套載荷，創(chuàng)下國(guó)內(nèi)同規(guī)格衛(wèi)星載荷數(shù)記錄。

　　為了完成這個(gè)創(chuàng)舉，總抓“創(chuàng)新X”衛(wèi)星的中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱衛(wèi)星創(chuàng)新院）走過(guò)了一年半的“未知之旅”。

　　初時(shí)，眾多載荷如同潮水般涌來(lái)，但得知要自籌經(jīng)費(fèi)后，不少機(jī)構(gòu)打起了退堂鼓，但也有不少項(xiàng)目已經(jīng)在地試驗(yàn)多年，就差上天“臨門一腳”。最終經(jīng)過(guò)層層篩選，極紫外太陽(yáng)成像儀、CPT原子磁場(chǎng)精密測(cè)量系統(tǒng)、全鋁自由曲面相機(jī)等載荷脫穎而出，成為此次太空航班的“乘客”。

　　“唯一的不變就是變化，甚至直到發(fā)射前，才安裝了最后一個(gè)載荷?！被貞浧稹皠?chuàng)新X”研制的整個(gè)過(guò)程，衛(wèi)星創(chuàng)新院副院長(zhǎng)張永合頗為感慨。

　　火箭不等人。彼時(shí)距離“力箭一號(hào)”發(fā)射只剩一年半，要想“上箭”，必須改變傳統(tǒng)的衛(wèi)星研發(fā)和制造范式。

　　以往發(fā)射的空間科學(xué)衛(wèi)星多為某個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)衛(wèi)星，但因?yàn)槭恰氨娀I”項(xiàng)目，“眾籌者”來(lái)自中國(guó)科學(xué)院散落在全國(guó)的不同科研機(jī)構(gòu)，涉及科研領(lǐng)域五花八門，最終入選的載荷涵蓋了天文、量子、遙感、在軌制造等不同方向。

　　如此多的載荷集中在一顆衛(wèi)星上，通訊是首要挑戰(zhàn)。微小衛(wèi)星創(chuàng)新院對(duì)載荷的 CAN、422、LVDS 等接口做了統(tǒng)一規(guī)范，如同在復(fù)雜的信息傳輸叢林中開(kāi)辟出了一條標(biāo)準(zhǔn)的“高速公路”，大大降低了測(cè)試驗(yàn)證的時(shí)間成本。

　　在軌試驗(yàn)有著非常嚴(yán)苛的科學(xué)要求，許多在地面可正常使用的硬件載荷，很可能在太空中因遭受空間高能粒子輻射而無(wú)法啟動(dòng)，而合作單位中有一半沒(méi)有航天產(chǎn)品研制的經(jīng)驗(yàn)。

　　“載荷要?jiǎng)?chuàng)新，衛(wèi)星要成功?！崩铒w是“創(chuàng)新X”衛(wèi)星的總體主任設(shè)計(jì)師，他深知每次太空試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，一旦“宕機(jī)”便不可彌補(bǔ)，創(chuàng)新也成無(wú)源之水。因此，衛(wèi)星創(chuàng)新院為每一個(gè)載荷的研制單位提供“保姆式服務(wù)”，精心制定各項(xiàng)工作的明確規(guī)范，確保這些載荷在設(shè)計(jì)時(shí)便符合在軌運(yùn)行的要求。

　　經(jīng)過(guò)一年多的反復(fù)試驗(yàn)，衛(wèi)星創(chuàng)新院打造了一套可通用、可擴(kuò)展、快速響應(yīng)的空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星平臺(tái)，打破了資源瓶頸，可以讓“乘客”隨時(shí)上下車。

　　最終，“創(chuàng)新X”衛(wèi)星成功地將20多家機(jī)構(gòu)的16套載荷送入太空，“我國(guó)首幅太陽(yáng)過(guò)渡區(qū)圖像”“國(guó)際迄今最亮伽馬暴”“國(guó)產(chǎn)量子磁力儀首次全球磁場(chǎng)勘測(cè)”“國(guó)際首次獲得并公開(kāi)發(fā)布的大視場(chǎng)X射線聚焦成像觀測(cè)結(jié)果”等一系列突破性成果隨之而來(lái)。

　　13位“85后”，2位“95后”，8位主任設(shè)計(jì)師中有6位是首次擔(dān)任相關(guān)工作。年輕的熱血為團(tuán)隊(duì)注入活力和新意，但以往他們大多以基礎(chǔ)研究為主，工程經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足，就像初出茅廬的冒險(xiǎn)者，懷揣著對(duì)航天的熱情卻缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　為了彌補(bǔ)這一不足，團(tuán)隊(duì)啟用“以老帶新”的雙責(zé)任制，既放手讓年輕人擔(dān)任設(shè)計(jì)師，主導(dǎo)項(xiàng)目推進(jìn)，同時(shí)由經(jīng)驗(yàn)豐富的主任設(shè)計(jì)師和室主任負(fù)責(zé)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的把控。

　　“說(shuō)是師徒，其實(shí)年齡相差也不大。”“創(chuàng)新X”衛(wèi)星的總師張曉峰笑言，出生于1987年的“師父”劉瑞帶著出生于1994年的“徒弟”李天童，撐起了衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　新的管理模式讓這個(gè)開(kāi)放式項(xiàng)目的迭代變得更加靈活。在CPT原子磁場(chǎng)精密測(cè)量系統(tǒng)載荷的研制過(guò)程中，一家合作單位專注于伸桿的研究，另一家合作單位則迫切希望降低衛(wèi)星本身的磁場(chǎng)干擾。于是，年輕的成員們大膽提出可以通過(guò)伸桿將CPT原子磁場(chǎng)精密測(cè)量載荷伸出衛(wèi)星本體以外來(lái)解決問(wèn)題。

　　一開(kāi)始，這個(gè)想法并沒(méi)有得到一致認(rèn)同。顯然，它增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。但經(jīng)過(guò)深入的研究和討論，年輕團(tuán)隊(duì)做出的試驗(yàn)結(jié)果超出所有人預(yù)期，磁場(chǎng)干擾問(wèn)題不僅得以解決，還為系統(tǒng)帶來(lái)了更優(yōu)性能。

　　張曉峰介紹，“我們衛(wèi)星創(chuàng)新院有一個(gè)傳統(tǒng)，是成立臨時(shí)黨支部。其中一個(gè)活動(dòng)叫黨員‘亮身份，踐承諾’。我們所有的黨員到了發(fā)射場(chǎng)，都會(huì)寫下自己的承諾書(shū)，去盡自己最大努力，確保發(fā)射成功。因?yàn)槭窍到y(tǒng)工程，每個(gè)人把自己做好了，系統(tǒng)工程才能做好?！?

　　“創(chuàng)新X”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)造了一個(gè)“最簡(jiǎn)發(fā)射隊(duì)”的紀(jì)錄。正常情況下，一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射隊(duì)需要30~40人，而“創(chuàng)新X”衛(wèi)星的發(fā)射隊(duì)最少時(shí)只有7個(gè)人，一直堅(jiān)守在發(fā)射前端等候火箭發(fā)射指令的，是一位年僅27歲的年輕女隊(duì)員。

　　如今，這些經(jīng)過(guò)“創(chuàng)新X”錘煉的年輕人們，已成長(zhǎng)為衛(wèi)星創(chuàng)新院的骨干力量，幾位參加工作僅有三四年的“90后”，被選拔至重量級(jí)國(guó)家任務(wù)中的關(guān)鍵崗位上。

　　“一切都不是預(yù)先設(shè)計(jì)好的，在所有人的全力以赴下，整個(gè)項(xiàng)目像一個(gè)生命體，在不斷進(jìn)化中前行。”張永合表示。

　　全球航天產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入高速發(fā)展期，尤其在500公里~1000公里的近地軌道空間，各國(guó)的“太空暗戰(zhàn)”已經(jīng)打響。

　　經(jīng)過(guò)一年多在軌運(yùn)行，創(chuàng)新X微小衛(wèi)星成功驗(yàn)證44項(xiàng)新技術(shù)。這些新技術(shù)涵蓋衛(wèi)星多個(gè)領(lǐng)域，包括控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、能源管理及載荷運(yùn)行機(jī)制等。其中三類新型遙感圖像、10余種新材料和新器件得到驗(yàn)證，還有9項(xiàng)新技術(shù)產(chǎn)品在其他項(xiàng)目中推廣，體現(xiàn)出對(duì)新技術(shù)、新器件的強(qiáng)大牽引，有力支持了國(guó)家基礎(chǔ)研究和重大項(xiàng)目。

　　在成像領(lǐng)域，衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了國(guó)際首次大視場(chǎng)X射線聚焦成像，清晰度和覆蓋范圍在航天領(lǐng)域均開(kāi)創(chuàng)先河；在極紫外探測(cè)方面，46.5nm極紫外太陽(yáng)成像儀，實(shí)現(xiàn)我國(guó)首次太陽(yáng)過(guò)渡區(qū)探測(cè)，是近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)國(guó)際首次拍攝到的46.5nm全日面圖像；國(guó)產(chǎn)量子測(cè)力儀的應(yīng)用則打破了國(guó)外的長(zhǎng)期壟斷，實(shí)現(xiàn)宇航級(jí)標(biāo)量磁力儀自主可控，不再依賴于國(guó)外載荷。

　　2023年8月，發(fā)射“力箭一號(hào)”的中科宇航有限公司與衛(wèi)星創(chuàng)新院共同發(fā)布“創(chuàng)新X”科學(xué)航班計(jì)劃，面向全球征集有在軌驗(yàn)證需求的新載荷、新產(chǎn)品，利用“力箭”的發(fā)射機(jī)會(huì)，每年搭載4顆50公斤級(jí)科學(xué)微納星，2顆100公斤級(jí)科學(xué)微小衛(wèi)星，1顆600公斤級(jí)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星，為全球科學(xué)家、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、空間公司提供全鏈條搭載服務(wù)。

　　如今，新的太空航班計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)，光學(xué)探測(cè)、引力波探測(cè)、推進(jìn)載荷等科研方向已在不斷研究和迭代中，預(yù)計(jì)最快明年6月，“創(chuàng)新X”號(hào)太空航班將再次啟航。

　　通過(guò)第一代“創(chuàng)新X”衛(wèi)星打造出的寬適應(yīng)、可持續(xù)推進(jìn)的衛(wèi)星平臺(tái)，可以快速適應(yīng)不同載荷需求，無(wú)論是復(fù)雜科學(xué)探測(cè)還是新型通信載荷，都可方便安裝。

　　張永合希望，“創(chuàng)新X”航班計(jì)劃未來(lái)可以“科學(xué)研究”和“產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”兩條腿走路，一個(gè)50公斤的微小衛(wèi)星，衛(wèi)星成本和火箭發(fā)射成本加起來(lái)約在600萬(wàn)元左右，如果搭載8個(gè)載荷，對(duì)每個(gè)科研機(jī)構(gòu)的成本壓力便會(huì)大幅下降，張永合認(rèn)為更理想的狀態(tài)是，引入一些商業(yè)載荷，算好一顆星上的科學(xué)試驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用“經(jīng)濟(jì)賬”，讓整個(gè)航班計(jì)劃進(jìn)入正向商業(yè)循環(huán)，“這是一條比較長(zhǎng)的路，但隨著發(fā)射成本和衛(wèi)星成本的逐漸降低，將來(lái)一定能夠?qū)崿F(xiàn)?！?

　　“未來(lái)，我們團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)聚焦世界科技前沿，瞄準(zhǔn)科學(xué)無(wú)人區(qū)，用創(chuàng)新顛覆以往，將智慧混入科技強(qiáng)國(guó)的波浪，成為國(guó)家航天領(lǐng)域不可替代的戰(zhàn)略科技力量。”張曉峰表示。