2月4日，上海首颗科普教育卫星——“闵行少年星”在轨运行满180天，这个特殊的日子里，通过航天空间技术团队的努力，让“闵行少年星”在太空中以滑动聚束的方式“跳”起了兔年的第一支“舞”。就在元宵节前夕，三张由闵行学子提议搭载的“探地”载荷——“高光谱成像相机”所拍摄的高光谱成像图片，清晰地传送回上海航天空间技术有限公司数据应用处理中心，为进一步发挥“零碳小先锋”的价值积累宝贵的数据资源，也圆了追星少年们的“少年梦”。
【提议尝试探索用卫星监测温室气体】
从万里星河传输回相关数据的“闵行少年星”卫星载荷方案由闵行中学学生戴昕妍提出。2021年5月，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。“闵行少年星”活动得到了青少年的积极响应。
全球变暖是戴昕妍近年来较为关注的自然问题，温室气体则是造成地球气候变暖的主要原因。当她得知“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。
当她在网络上寻找各种各样的资料时，她回忆起在学校科学实验室曾学习过利用质谱仪测量气体成分的知识点，一个大胆的想法从脑海中诞生：“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？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，为了更科学地指导学生，特意前往上海航天技术研究院系统学习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。”戴昕妍的《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》方案成型，“决定”了这颗卫星载荷设计的方向。经过专家们从科学性、可行性等角度综合评审，这一载荷方案与部分学生的声音、画作跟随卫星进入太空。
“运用卫星传输下来的数据进行科学研究，是一次非常宝贵的机会。”戴昕妍还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，利用这些数据写成论文，希望更多人能将低碳生活变成习惯，保护地球家园，成为真正的“零碳小先锋”。
为了让这样一台源于学生想法的科学仪器尽快研制完成，航天人从孩子们的手中接过方案，并把它们一一变成现实。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。
【激发越来越多青少年立志勇攀科技高峰】
近期，三张由闵行学子提议搭载的“探地”载荷——“高光谱成像相机”所拍摄的高光谱成像图片，清晰地传送回上海航天空间技术有限公司数据应用处理中心。这三张高光谱成像图片记录如下：
2022年11月3日14时5分32秒至14时5分52秒，“闵行少年星”（小名：零碳小先锋）姿轨控模块调整卫星姿态侧摆42.37°，实现了社会调查目标的精确遥感并于当晚实现高速数据下传。经数据预处理，成像1989张，第745张拍摄并匹配到目标区域，经高光谱数据处理，成功获取目标区域高光谱影像，为“用星”积累了宝贵的技术储备。
2022年11月21日2时13分07秒至2时13分27秒，“闵行少年星”姿轨控模块调整卫星姿态侧摆18.49°，又一次成功实现指定目标遥感图像获取并快速数据下传。经数据预处理，成像1989张，第1520张拍摄并匹配到目标区域，经高光谱数据处理，成功获取目标区域高光谱影像资料。
2022年11月27日14时3分38秒至14时3分58秒，“闵行少年星”姿轨控模块调整卫星姿态对地，再次成功实现指定目标遥感图像获取并快速数据下传。经数据预处理，成像1979张，第1170张拍摄并匹配到目标区域，经高光谱数据处理，成功获取目标区域高光谱影像资料。
“闵行少年星”自2022年8月4日发射入轨以来，已在轨运行近3000圈次，卫星工作稳定，状态良好，星地通信正常。卫星入轨后对工厂、垃圾填埋场等重点目标区域进行了实际拍摄，获取了大量有效数据，具备了在今年指导学生开展碳排放社会调查的技术积累和培训应用能力。后续，上海航天空间技术有限公司将进一步深入开展数据反演工作，论证多星协同工作模式，研究生成更具有应用价值的数据产品，做好碳排放卫星监测领域的“零碳小先锋”，激发越来越多青少年立志勇攀科技高峰。
栏目主编：徐瑞哲
本文作者：许沁
图片编辑：笪曦
