上海首颗科普教育卫星背后：为圆一个“少年梦”，闵行向太空送去一颗“少年星”!
此时此刻，
在浩瀚的宇宙，
一颗以“少年”命名的卫星遨游其中。
8月4日，“闵行少年星”搭载CZ-4B运载火箭在太原卫星发射中心发射点火升空，成功将“闵行少年星”送入预定轨道。卫星重43kg，由有效载荷、机热、综电测传、姿轨控、供配电等系统组成。
“闵行少年星”的成功发射，是汇集学生创意的航天工程实践和示范性教育成果，不仅满足了青少年科普教育和开展科学研究需求，同时也是结合科技研发成果进行工程化应用的大胆实践，其卫星搭载的高光谱温室气体成像仪源于学生创意，创造于航天专家之手。
它的发射，意味着青少年有机会在航天专业科研人员带领下，与太空“对话”，开展一场面向未来的天地一体化应用场景创新尝试。
这颗卫星上搭载了孩子们送给太空的礼物和“巡天”“探地”载荷，不久之后，上海的青少年将以这颗卫星为起点，收集从太空中传输下来的数据，系统性开展测控模拟、测控演练、卫星应用等一系列航天科普活动。
航天闵行代代传承
为青少年定制“造星计划”
“闵行少年星”从何而来？上海市闵行区教育局相关负责人给出答案：“如果问时间，那大概是2020年举办航天科普教育活动的转念之间；如果说地点，那应该就是在传承航天基因的闵行这片土地上。”
位于闵行区的上海航天技术研究院作为我国运载火箭与应用卫星的主要研制基地之一，曾圆满完成22次载人航天工程任务和3次月面探测任务以及我国首次火星探测任务。从“神舟”问天、“嫦娥”揽月、“祝融”探火、“羲和”逐日、“天和”遨游，上海航天作为主要力量参与其中。
上海航天在闵行得到了长足的发展，这里很多孩子的爸爸妈妈就是从事航天工作的，这里的学生也有着“学航天、爱航天、用航天”得天独厚的天然区域优势。
从区域优势出发，近年来闵行各所学校持续推进航天科普创新活动，通过“航天进校园”等系列活动在学生中普及航天知识，让航天梦想渐渐在孩子们心中生根、发芽，推动更多学生树立远大理想，立志参与到祖国的航天事业。
向太空发射一颗卫星，对于还在校园里的孩子们来说，似乎是个遥不可及的梦，但在有着航天基因的闵行却可以变成现实。
为响应上海市开展科普创新活动的号召，闵行区教育局与上海航天技术研究院共同制定了“航天科技少年强”计划，推动中小学生共同参与卫星设计、研制、搭载、发射等航天系列科普实践活动。“闵行少年星”（零碳小先锋）由闵行区教育局、上海航天空间技术有限公司及相关企业基于科普教育和科学试验联合研制。
2021年5月“闵行少年星”计划正式启动，由闵行区教育局与上海航天技术研究院携手，组织闵行区中小幼学生共同参与卫星设计、研制、搭载、发射等航天系列科学研究与工程实践，通过探星、创星、造星、亮星、发星、用星六个环节推进实施。
活动得到了闵行青少年的积极响应，从学生中征集到376条“太空天籁之声”、2285幅“太空创意画”、6116个卫星名称、544个卫星表面涂装方案、300余份卫星载荷方案……专家们从科学性、可行性和趣味性等角度综合评审后选定4个载荷方案与部分学生声音、画作跟随卫星进入太空。卫星在轨运行期间，学生可通过卫星测控站与卫星互动，接收并播放来自卫星传回的天籁童声和作品。
“孩子们思维活跃，又善于学习钻研，提出的方案有创意、有立意，从中我们既能看到他们对卫星遥感科学技术的探索，又能看到对于如‘双碳目标’等社会热点问题的关注。”上海航天空间技术有限公司技术总监、“闵行少年星”总设计师吕旺赞叹。
上海航天空间技术有限公司副总经理刘胜也深有同感：“学生们航天知识储备的深度、广度和专业度出乎我的意料，他们对于太空充满好奇与向往，同时也具备知识积累和相对成熟的体系，学生提出的‘碳卫星’构思非常符合我们公司在行业内的发展方向，我们多年的技术储备工作在这一刻与少年们的创意完美相融。”
种下航天梦的“种子”
结出属于孩子们的科技强国梦
小小少年，大大梦想。孩子们的设计方案里，有对知识的渴求、对未知宇宙的向往，更有属于他们的科技强国梦想。
“太空礼物”——上海非遗“石库门”的设计者来自上海交通大学附属实验小学的曾榕雨。“我爸爸是一名航天人，他和我讲述了他从小到大的航天梦想，我现在也有了自己的梦想，那就是成为像王亚平一样的航天员，可以漫步太空，或者有朝一日可以自己设计卫星。”曾榕雨说。
在学校的各项航天科普活动中，曾榕雨先后参观过上海航天运载火箭总装厂、月球车试验场、空间站运营中心、双创科普基地等航天科普基地，近距离聆听上海航天专家讲述航天背后的故事，甚至还在西昌卫星发射中心观看了真正的火箭发射。
在这个过程中，一颗小小的“火种”在曾榕雨心中蔓延开来，“看到一个个航天器产品、测试和试验场地，看到我们的火箭发射升空，内心真的非常激动，书本上描述的中国梦、航天梦不再是一个词汇，而是一种非常真实的感受。”
这样的感受也体现在她的设计方案里。“递交方案时，恰逢中国共产党建党百年，我想到中共一大就是在石库门里召开的，我还听爸爸说，上海航天的起步也是在外滩，去年还是上海航天成立60周年，石库门同样也记载着上海航天的光辉与荣耀。”曾榕雨说，她便萌生了将石库门作为“太空礼物”的想法，她和爸爸一起分析火箭和卫星的工作环境，比较各类材质对空间环境的适应性，最终选用铝合金材质的平板完成石库门的造型设计。
为孩子种下航天梦的“种子”，树立科技强国的梦想，闵行区紧密结合德育“第一课堂”，不遗余力打造“航天闵行”科普教育新格局，真正做到孩子们目光所及，皆是“星辰大海”。在今年年初的闵行德育“第一课堂”上，思政教师带领学生沉浸式感受了“两弹一星”元勋邓稼先、钱学森、郭永怀等科学家的事迹，这也是学生们的开学第一课。
“不论是德育‘第一课堂’，还是举办‘航天精神进校园’等活动，我们希望更多孩子能从中了解航天人背后的故事、航天人的精神，如‘两弹一星’精神、载人航天精神、探月精神、新时代北斗精神等。”
闵行区教育局相关负责人说，“在让孩子充分感受当下我国空间站建设、探月、火星探测等伟大航天成就的同时，不能忘却前辈为了航天事业抛头颅、洒热血的艰辛，要让孩子们更加深入了解我国航天事业发展的艰难历程。在不断学习和了解中坚定报效祖国的理想信念。”
“这些科普教育活动带给孩子们对于航天事业的真切体验，我希望她能找到自己的终身梦想，并为之奋斗，把自己的小梦想和国家梦想放在一起，不断学习科学文化知识充实自己。”曾榕雨的父母谈道，这也是很多在闵行的航天人的心声。
仰望星空 追梦不止
“我想将论文写在太空上”
10年前，在上海科技馆内的宇航天地展馆，戴昕妍仰头看向卫星模型，想象它飞入浩瀚星空。10年后，在太原卫星发射中心，作为“探地方案”提出者之一，她亲眼见证这颗代表闵行少年的卫星张开“羽翼”、飞向太空。
全球变暖是闵行中学学生戴昕妍近年来较为关注的自然问题，而温室气体则是造成地球气候变暖的主要原因。2021年，当戴昕妍得知“闵行少年星”卫星载荷方案正在征集，她将二者联系在一起，尝试探索如何运用卫星监测温室气体，为促成“双碳目标”达成开展相关研究。
“我在网络上寻找各种各样的资料，一开始没有目的性，得到的信息都是零散的，总是找不到核心的那个技术方法。”迷茫之时，戴昕妍回忆起在学校科学实验室曾学习过的利用质谱仪测量气体成分的知识点，一个大胆的想法自脑海中诞生：“质谱仪可以分析物质成分，但需要近距离接触物质，会不会有一种方法可以远距离测量物质成分呢？如果卫星能搭载一台这样的仪器，从500公里高度的太空监测大气层中温室气体的变化就好了。”
基于这个想法，戴昕妍开始在网络上大量收集相关知识，找到了“光谱”这个新名词，并在指导教师顾秋辉的帮助下，找到了利用高光谱探测温室气体这一“碳卫星”的核心技术。
“大气中的气体可以吸收太阳光，使穿过大气的太阳光具有特殊的光谱结构。卫星搭载的光谱仪可以通过识别和模拟计算，了解光谱的形态，从而解析出温室气体在大气中的含量。”顾秋辉说，为了更加科学地指导学生，他还特意前往上海航天技术研究院系统学习了航天科技与卫星技术相关课程。
“‘它’就像是卫星的‘千里眼’，搭载了‘温室气体监测’载荷的卫星，可以帮助我们准确地看清二氧化碳、甲烷等温室气体的分布情况。”戴昕妍《通过卫星观察大气层二氧化碳的变化，分析温室效应的程度》的方案在这一刻成型，甚至“决定”了这颗卫星载荷设计的方向。
“后续，学生通过高光谱成像相机对温室气体的排放源进行定量监测，从而实现对全球重点碳排放目标的实时定量监测，卫星数据可以辅助学生开展社会调查和科普实践活动。”吕旺谈道。
为了让这样一台源于学生想法的科学仪器尽快研制完成，在上海疫情最为严峻的时候，吕旺直接住进了仪器研制单位，不断测试高光谱成像相机的定标工作，用甲烷和二氧化碳气体进行外物实验。回忆起那些日子，他表示，航天人从孩子们的手中接过方案，并把它们一一变成现实，就像是一场航天梦的“接力”，“再辛苦都是值得的”。
“我准备把来自太空的数据和实地调查走访相结合，观察区域内温室气体的排放情况。”戴昕妍说，运用卫星传输下来的数据进行科学研究，这对她，甚至对于全上海的青少年而言都是一次非常宝贵的机会。“我也会非常珍惜，利用这些数据写成一篇属于自己的论文。同时我也希望更多人能将低碳生活变成习惯，保护地球家园，在不久的未来实现‘双碳目标’，希望自己能成为一个真正的‘零碳小先锋’。”
深邃夜空，斗转星移。“闵行少年星”将在不久的将来，从万里星河传输回相关数据，不仅用于分析温室效应的程度及成因，还将指导学生开展测控模拟、测控演练等航天科普活动。
“闵行少年星”的研制发射，真正实现了“天上有星、地面有站、进校有课、老师有教材、学生有课题”。据悉，下一步闵行区将继续孵化航天教育强区和培育航天教育强校，开展培养未来航天人才的长远规划行动，激发越来越多的青少年立志科技高峰，为实现航天梦、中国梦贡献力量。
“少年智则国智，少年富则国富，
少年强则国强，少年进步则国进步。”
通过“少年星”，圆一个“少年梦”。太空中将响起属于新时代青少年追求航天梦、科技梦、强国梦的声声朗诵，而这些梦想必然会一一实现。
（本文刊载于解放日报8月5日4版）