天格计划”三号卫星载荷发射入轨

12月22日，清华大学“天格计划”学生团队自主研发的三号卫星载荷（GRID-03）搭乘我国长征八号运载火箭的首次发射任务，从海南文昌卫星发射中心发射升空，成功进入预定轨道。11月6日，“天格计划”的二号卫星载荷（GRID-02）从太原卫星发射中心发射升空，并在11月19日顺利完成全部功能测试，到目前已进入到稳定科学观测一个月有余，正在对伽马射线暴、太阳活动、脉冲星和空间辐射损伤等进行持续在轨观测与分析。“天格计划”学生团队中由2018、2019级本科生组成的科学组、卫星组自主负责了在轨观测指令计划和科学数据处理全流程。

GRID-03卫星载荷与长征八号运载火箭

2018年底，“天格计划”学生团队的首个实验卫星载荷（GRID-01）顺利发射入轨并成功开展科学观测，这不仅验证了关键技术方案，更让同学们从“真刀真枪”的空间任务中收获了自信心。

从此，天格二号卫星载荷（GRID-02）的设计就已经提上日程。团队的主要成员在2019年完成了二号星的主要设计研制，原计划在2020年春季发射。但突如其来的新冠疫情阻断了团队同学们返校的脚步，二号卫星载荷的发射时间也一时无法确定。在此情况下，团队的同学和导师们迅速调整，将剩余的各项技术工作化整为零，通过线上的分工协作、线下的熬夜实验，依靠团队协作完成了卫星载荷的固件重构、性能标定实验与数据分析。参与工作的团队成员横跨五个年级多个院系，既有2018级、2019级本科生同学担任主力，也有初入研究生和本科毕业班的老队员领路，秋季学期还有一大批2020级学生的新鲜血液加入。可以说，新冠疫情的暴发，对于学生团队不仅仅是一次计划外的磨炼，更是学生团队完成新老队员的“换血”与“传承”的催化剂。

相较于同在太空中遨游的GRID-01卫星载荷，GRID-02和GRID-03两颗卫星载荷的综合性能提升了一个台阶。在老队长郑煦韬的带领下，硬件组同学对GRID-02载荷的程序固件进行了基于实时操作系统的重构和关键代码段的逐指令优化，伽马光子探测的死时间从约50微秒减少到了10微秒以下。GRID-03载荷在保持探测器设计不变的基础上，数采模块升级以学生创业团队提供的全数字化单元为核心，进一步提升了死时间和在轨处理等性能。除此以外，2016级本科生高怀众、2017级本科生潘晓凡等硬件组同学们在中国计量科学研究院的实验装置上先后完成了对于GRID-02、GRID-03载荷的详细性能标定，确保了新一代载荷开展科学任务产生科学数据的严谨可信，完成了从学生科创作品到真正科学任务的一次蜕变。

进入秋季学期，“天格计划”学生团队2016年第一代队员已经全部毕业，随着二号星GRID-02的成功发射和科学观测，一批优秀同学成长为了“天格计划”学生团队的新一代主力。2018级本科生徐大成是团队新一代的学生团队理事长，他与科学组同学们历时一年多、从零基础学习上手，完成了科学数据处理软件的开发，实现了现在每天下行数百兆科学数据的综合分析和物理事件搜寻。2018级本科生张羽翀则负责带领卫星组同学们进行科学值班，根据卫星运行轨道和观测科学目标，生成每日的观测计划与指令序列。此外，2018级本科生蒋宇辰与一群向往硬件的低年级同学们，依托SRT项目从塑料闪烁体探测器电子学小课题入手，开始了学习摸索。他们是新一代的硬件组，也将会是未来卫星载荷的设计者。还有两位分别来自2019级工物系和物理系的刘亦晖和彭浩玮，作为学生团队副理事长承担起了卫星数据的可视化和团队周报等团队服务工作。

“天道酬勤，格物致知”，在实践中检验知识、在科创中提升能力。“天格计划”给予每位同学发掘科研理想和志趣的舞台。随着二号、三号卫星载荷顺利的发射入轨，同学们用过硬的技术和团队协作战胜各种困难，使“天格计划”进入了多星联合科学观测的新阶段。

在“天格计划”导师团的深入辅导和“天格联盟”高校院所的协同支持下，“天格计划”学生团队不断成长壮大，不忘“学生主体、立足培养、学科交叉、探索前沿”的育人初心，继续探索以科研活动为载体的育人模式，力争为新一代理工学科交叉的基础科学拔尖人才的培养作出贡献。

“天格计划”是一个以学生为主体的、面向基础科学前沿的科研实践项目，也是一个理工学科交叉的基础科学人才培养项目。“天格计划”由清华大学工程物理系和天文系共同发起，得到了科研院、校团委的专项支持，其最主要的科学目标是探测近邻宇宙中由中子星并合引发的伽马射线暴。2020年学生团队由导师团曾鸣、冯骅、曾志、田阳、仓基荣五位老师共同指导，团队学生包括来自7个院系的90余名本科生。清华大学倡议发起“天格计划”联盟，其中南京大学、四川大学、北京师范大学等兄弟高校的天格学生团队的卫星载荷研制也已启动。（文/清华大学）