□作者: 馮春萍 索阿娣
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衛星兩總盡顯才智
20世紀90年代初期，國際上掀起了一股勢頭強勁的小衛星熱。因為與“大衛星”比較起來，小衛星具有投資少、重量輕、研制周期短、技術更新快等特點，特別適合國民經濟發展及科學研究的需要，市場前景一片光明。
面對這一充滿活力的新興產業。國家給予了高度重視，將其列入著名的863計劃。我國的部分高校與研究機構，紛紛開始了在這一新領域的技術較量與市場角逐。作為我國衛星研制的“國家隊”。中國空間技術研究院(五院)更是集中專門力量著手現代小衛星的研制開發工作，下決心佔領小衛星市場。
在哈工大任職期間就致力于小衛星研究的馬興瑞，稱得上是國內研究小衛星的先驅。對國外小衛星的發展歷程以及研制情況都了然于胸的他，一直用學者的敏銳捕捉著這個領域的動向與走勢。在五院小衛星研制剛剛起步的關鍵時刻。在擔任副院長的同時，他受命兼任中國第一顆現代小衛星——實踐5號衛星的總指揮和總設計師。
實踐5號衛星是一顆應中國科學院要求研制的空間科學實驗衛星，主要用于空間單粒子測量及對策研究試驗、空間流體科學試驗以及載人航天工程的一些先期技術試驗等，具有重要的研究與應用價值。
盡管是國內第一次研制現代小衛星，許多技術問題無從借鑒，但一向重視創新的馬興瑞仍然堅持倡導衛星研制的高起點、高品質，特別是在研制中采用了公用平台的概念。他和同事們研究後認為，根據國內外小型衛星技術的發展趨勢和國內應用需要，自主研制開發一個實用型的現代小衛星公用平台大有必要。衛星公用平台可以根據不同航天任務，進行局部適應性修改，可支持多種有效載荷，構成各類小衛星，既可進行科學實驗、新技術試驗、對地觀測、環境監測、減災，也可以組成星座，從事通信、導航等業務，具有廣闊的應用前景。這個平台後來被命名為CAST968小衛星公用平台。
然而，經歷第一次，不僅僅意味著研制中如何創新，更意味著研制中的風險與艱難。
1997年春，實踐5號衛星在進行力學環境試驗中，衛星的“翅膀”——太陽翼有裂損現象，弄得大家心里有點慌。太陽翼的作用是為衛星提供能源，其外形就像伸展在衛星外面助衛星飛翔的翅膀。小衛星上使用的太陽翼，與五院以前研制的諸如資源衛星那樣的“大”衛星的太陽翼有所不同，“個頭”比原來的小，因此在設計上有所改變。第一次做，難免有考慮不周之處，但什麼原因會造成太陽翼的裂損呢?研制人員一時找不出癥結。
當試驗人員為此而手忙腳亂時，馬興瑞在現場仔細查看著衛星“翅膀”受傷的程度。過了一會兒，他充滿自信地對大家說︰“大家不要擔心，這是太陽翼力學環境條件的設置不合理造成的，只要采取有效的辦法就可以避免”。
話是這樣說，其中的奧妙卻在哪里呢?為了證明這種判斷的正確，馬興瑞一邊要求做整星對太陽翼力學環境預示的分析工作。一邊與力學試驗人員進行深入探討，帶著大家一起分析試驗環境和各種數據。最終得出了結論︰給太陽翼輸入的力學條件比實際的情況大了許多，由此導致太陽翼裂損。也就是說，太陽翼裂損與設計質量無關，只需對力學環境試驗條件進行準確的分析與預示，太陽翼裂損現象就不會再次出現。後來的整星力學試驗，進一步證明了他的判斷的準確與正確。
1999年春節剛過，他們又遇到了一件不可思議的事。一般情況下，衛星按要求研制生產出來後，就進入發射場待命發射。實踐5號衛星因等待風雲1號衛星的研制完成，以進行一箭雙星發射。而在儲存間里儲存了半年多。儲存後再次進行衛星力學振動試驗，其結果令人吃驚︰衛星的第三階固有頻率有一定下降!頻率下降說明什麼?搞衛星結構的專家認為，這是衛星結構松動或破損造成的。若果真如此，後果非同小可，將直接影響衛星是否還能發射。為此，研制人員馬上開始對衛星進行探傷試驗，同時將衛星上的螺釘都重新檢查了一遍。但經檢查，衛星結構沒有任何毛病。一時間，這成了一個解釋不了的可怕現象。
馬興瑞憑借自己在力學方面的根基，提出自己的獨到見解。他認為，這是一種物理現象，只是需要給出一個科學而合理的解釋。為驗證這種觀點，他組織專家進行深入研究，下決心解開這個“謎團”。隨著對這一現象認識的不斷深化，馬興瑞將其定位為由整星全鋁蜂窩結構殘余應力釋放及連接應力重新分配所導致的“頻移”現象，也就是說，這類衛星的結構系統在儲存一段時間後重新進行力學試驗時。可能會出現局部頻率下降。這個令外行完全看不懂的“謎底”，得到了專家們的一致認同。隨後還得到了國際上相同文獻的印證。“頻移”現象並不影響衛星的質量與發射的消息傳出，研制人員皆大歡喜，懸著的心終于放了下來。
1999年5月10日。長征4號乙火箭將風雲1號衛星和實踐5號衛星一同送入太空。
由于實踐5號衛星在研制過程中堅持創新探索，特別是衛星研制在“快、好、省”等方面進行了有益嘗試，推出了我國第一個實用型現代小衛星公用平台——CAST968小衛星公用平台，應用星務管理概念進行星上電子系統功能集成設計，進行了衛星多模式姿態控制試驗等成果，引起專家們的廣泛關注。這些“亮點”放射出的光芒，使實踐5號當之無愧地獲得2001年國家科學技術進步二等獎。
實踐5號衛星發射成功後，一批小衛星使用了CAST968平台技術，這其中包括同樣由他擔任“兩總”的海洋1號衛星。
進入21世紀，“向海洋進軍”成為各國經濟發展的重要戰略目標。我國是一個海洋大國，擁有300萬平方公里的管轄海域。但是，海洋開發利用中日益嚴重的資源與環境問題，不僅影響了海洋經濟的可持續發展和海洋的可持續利用，而且直接關系到人類的生存和社會的發展。海洋1號衛星正是順應這種需求而研制的我國第一顆海洋水色遙感探測試驗型業務衛星。
應用衛星重在應用，馬興瑞極為看重這一點。1997年春，馬興瑞到天津參加了一次海洋1號衛星用戶需求分析會。面對來自國內各行各業近30家單位的用戶代表，他虛心而仔細地听取各方的意見，對“眾口難調”的用戶的需求有了更為深入的了解。回到北京後，他對研制人員反復強調︰設計中要樹立“用戶的需求就是我們工作的目標”的用戶意識。在這種設計思想的指引下，1999年下半年，馬興瑞帶領和組織技術人員完成了海洋1號衛星的方案設計工作。這年10月。他升任航天科技集團公司副總經理，將後續的研制任務交到了他的繼任者張永維總設計師身上。
作為海洋1號衛星的第一任“兩總”，他時刻關注著這顆衛星的研制進展與難關的攻克。2002年5月15日，海洋1號衛星在太原衛星發射中心發射成功，我國沒有海洋衛星的歷史從此結束，同時標志著我國在海洋衛星遙感領域邁入了世界先進國家的行列。與此同時，CAST968小衛星公用平台的功能升級經飛行驗證，再次表現出優良的性能和穩定的運行，這讓馬興瑞備感欣慰。隨後，海洋1號衛星獲2003年度國防科學技術獎一等獎。
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文章作者:馮春萍 索阿娣
責任編輯:skylook
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