發(fā)布時(shí)間： 2025-11-26 14:36 來(lái)源：黑龍江網(wǎng)
太空里藏著人類(lèi)探索的夢(mèng)想，也藏著看不見(jiàn)的危險(xiǎn)。在中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽總決賽上，哈工大學(xué)子提出衛(wèi)星在軌撞擊安防解決方案斬獲大賽產(chǎn)業(yè)賽道金獎(jiǎng)。這份榮譽(yù)是青春力量的證明，更是中國(guó)青年守護(hù)太空安全的宣言。一同走進(jìn) “太空聽(tīng)診——鑄造星座時(shí)代碎片撞擊安全新范式” 的硬核故事。
指導(dǎo)老師曹武雄（中）、學(xué)生負(fù)責(zé)人高嘉欣（右）、核心骨干隊(duì)員劉瑜妍（左）在中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽總決賽現(xiàn)場(chǎng)
伴隨人類(lèi)航天活動(dòng)飛速發(fā)展，太空變得越來(lái)越擁擠，大國(guó)博弈和星座競(jìng)賽催生萬(wàn)顆衛(wèi)星入軌，數(shù)以?xún)|計(jì)的空間碎片漂浮在軌，讓衛(wèi)星防護(hù)成為亟待解決的問(wèn)題。5月29日，大賽產(chǎn)業(yè)賽道發(fā)布命題，上海微小衛(wèi)星工程中心發(fā)布了命題“衛(wèi)星空間碎片碰撞防范與快速響應(yīng)綜合解決方案”。
“我們課題組在空間碎片防護(hù)領(lǐng)域探索了20多年，此刻正是將科學(xué)研究直接面向工程挑戰(zhàn)的絕佳契機(jī)。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人2023級(jí)博士生高嘉欣說(shuō)。團(tuán)隊(duì)中力學(xué)、宇航、儀器、機(jī)械等不同專(zhuān)業(yè)背景的碩博力量集結(jié)組隊(duì)。
團(tuán)隊(duì)分析命題
團(tuán)隊(duì)3次前往上海企業(yè)深入調(diào)研，了解企業(yè)做衛(wèi)星時(shí)遇到的問(wèn)題。“當(dāng)前手段難以監(jiān)測(cè)和規(guī)避小于等于10cm的碎片，衛(wèi)星遇到碎片基本靠‘躲’。如果沒(méi)看見(jiàn)、撞壞了，就會(huì)影響正常運(yùn)行。”航天學(xué)院2025級(jí)博士生季鵬說(shuō)。
團(tuán)隊(duì)討論“預(yù)判-防護(hù)-感知”方案
經(jīng)過(guò)與課題組老師反復(fù)研討，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出“預(yù)判-防護(hù)-感知”協(xié)同防御的思路。“先精準(zhǔn)預(yù)判衛(wèi)星高危部位，再進(jìn)行差異化外部防護(hù)。如果防不住、撞上碎片，則立刻感知損傷情況，搞清楚撞哪了、有沒(méi)有受‘內(nèi)傷’。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人高嘉欣說(shuō)。
團(tuán)隊(duì)研討技術(shù)
看似清晰的思路，落地卻充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。課題組在這三個(gè)方向雖有積累，但彼此間相對(duì)獨(dú)立，底層邏輯和技術(shù)架構(gòu)都不同，要在同一工程中協(xié)同起來(lái)難度很大。以往技術(shù)經(jīng)驗(yàn)大多來(lái)自大型航天器，在小衛(wèi)星上還是第一次探索，諸多“第一次”給團(tuán)隊(duì)提出了挑戰(zhàn)。
團(tuán)隊(duì)研討技術(shù)
預(yù)判是協(xié)同防御的基礎(chǔ)，必須提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和模型支撐。面對(duì)尺寸小、數(shù)量多的小衛(wèi)星，如何又快又準(zhǔn)地預(yù)判碎片環(huán)境？航天學(xué)院2021級(jí)博士生劉瑜妍和2025級(jí)博士生王厚陽(yáng)扛起重任，力求在算法上創(chuàng)新。“我們學(xué)習(xí)了人工智能領(lǐng)域知識(shí)，一天一天磨算法，兩點(diǎn)之前沒(méi)睡過(guò)。”劉瑜妍說(shuō)。
高嘉欣和劉瑜妍調(diào)試信號(hào)
防護(hù)試驗(yàn)的重?fù)?dān)落在航天學(xué)院2023級(jí)博士生周賢朋和吳松陽(yáng)的肩上。“發(fā)射1秒鐘，準(zhǔn)備8小時(shí)”是他們的日常，除了睡覺(jué)幾乎全天泡在實(shí)驗(yàn)室，撞擊試驗(yàn)產(chǎn)生的灰塵常常讓他們灰頭土臉一身臟，卻絲毫沒(méi)影響攻堅(jiān)的熱情。
周賢朋和吳松陽(yáng)討論防護(hù)設(shè)計(jì)
“因?yàn)楹鲆暳烁邷赜绊懀囼?yàn)接連失敗，進(jìn)度耽誤了兩個(gè)月。這段經(jīng)歷讓我明白，做研究必須把每個(gè)環(huán)節(jié)考慮清楚，任何一個(gè)小問(wèn)題都會(huì)影響全局。”周賢朋在失敗與復(fù)盤(pán)中成長(zhǎng)，團(tuán)隊(duì)最終打磨出可靠的防護(hù)方案。
團(tuán)隊(duì)進(jìn)行超高速撞擊試驗(yàn)準(zhǔn)備
當(dāng)碎片以每秒數(shù)公里的速度撞擊時(shí)，從撞擊點(diǎn)傳遞到傳感器僅有1毫秒，有效信號(hào)特征就藏在轉(zhuǎn)瞬即逝之中。早期算法的定位精度不足，導(dǎo)致漏檢、誤判頻發(fā)，團(tuán)隊(duì)隨即開(kāi)啟“時(shí)間解剖”攻關(guān)，將1毫秒拆成1000微秒。對(duì)信號(hào)進(jìn)行微秒級(jí)切片分析，最終一套創(chuàng)新的智能算法應(yīng)運(yùn)而生，既能精確定位撞擊源，又能預(yù)測(cè)內(nèi)部組件是否“受內(nèi)傷”，實(shí)現(xiàn)從“事后檢修”升級(jí)為“實(shí)時(shí)聽(tīng)診”。
團(tuán)隊(duì)試驗(yàn)前儀表檢查
三個(gè)方向逐個(gè)突破后，通過(guò)反復(fù)計(jì)算、試驗(yàn)、仿真、復(fù)盤(pán)和迭代優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同。技術(shù)突破只是第一步，在學(xué)校本科生院組織的一次路演中，一位專(zhuān)家提出了顛覆性意見(jiàn)：“匯報(bào)不符合產(chǎn)業(yè)賽道的邏輯，沒(méi)有在企業(yè)思路上。”當(dāng)晚，團(tuán)隊(duì)都沒(méi)睡覺(jué)，果斷推翻原有方案、重新打磨。一夜的拼搏后，大家才真正意識(shí)到問(wèn)題所在。“我們一直在用科研的邏輯比賽，科研講究原理與精度，而產(chǎn)業(yè)化注重應(yīng)用與落地。”航天學(xué)院2024級(jí)碩士生杜楓說(shuō)。
龐寶君教授指導(dǎo)試驗(yàn)
此后團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)變思路，努力讓科研成果“走出論文”。“那一夜我們真正理解，科研不僅要‘做得深’，更要‘落得實(shí)’。”航天學(xué)院2023級(jí)博士生吳松陽(yáng)說(shuō)。
團(tuán)隊(duì)成員在參賽材料提交前核對(duì)材料
功夫不負(fù)有心人，在中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽總決賽上，團(tuán)隊(duì)斬獲產(chǎn)業(yè)賽道金獎(jiǎng)。“感謝課題組多年來(lái)的科研積累，感謝老師和同學(xué)們的付出，我們團(tuán)隊(duì)都是碩士生、博士生，大家都有各自科研任務(wù)，能抽出共同的時(shí)間完成比賽，真的很不容易。也特別感謝學(xué)校提供平臺(tái)和支持，我們項(xiàng)目入選了哈工大國(guó)家大學(xué)科技園在孵項(xiàng)目，希望我們能真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”高嘉欣說(shuō)。
高嘉欣（中）、周賢朋（左）、王厚陽(yáng)（右）參加黑龍江賽區(qū)集訓(xùn)營(yíng)
航天學(xué)院2025級(jí)碩士生李旭楓第一次接觸工程應(yīng)用。“在‘前輩帶后輩、工程帶學(xué)術(shù)’的氛圍中，我實(shí)現(xiàn)了從課堂到工程場(chǎng)景的跨越，上手即上陣，學(xué)習(xí)即創(chuàng)新，這次實(shí)踐加速了我進(jìn)入科研主線(xiàn)的步伐。”
以青春之力保衛(wèi)太空安全，用中國(guó)方案推動(dòng)可持續(xù)太空利用，“太空聽(tīng)診”，加油！（來(lái)源：哈爾濱工業(yè)大學(xué)）
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