购买了西瓜宇宙课的小朋友们，还记得西瓜创客的「42号计划」吗？
▲西瓜创客42号计划宇宙课激活卡
就让我们先重温一下2019年1月23日西瓜创客编程未来节的大会上，「42号计划」发布时那个激动人心的时刻吧～
▲西瓜创客编程未来节“42号计划”发布现场
42号计划（Mission 42），是一个由西瓜创客发起，激发下一代探索宇宙，普及航天知识的科普计划。让孩子们不仅成为知识的知道者，而且成为仰望星空的行动者。
▲肖恩老师讲述“42号计划”的愿景与内容
肖恩老师在大会上说，我们将搭载星际荣耀的火箭，「将孩子们的梦想带入外太空」。
那么，我们要怎样将孩子们的梦想带入外太空呢？现在，揭秘的时刻来了！！！
第一步，借助宇宙课的推广，搜集大家关于未来梦想和美好祝愿的作品，截止时间是4月20日；
第二步，将所有作品放入一颗西瓜创客自行研发的 Cubesat，然后将 Cubesat 装配进入星际荣耀的火箭，7月20日，火箭将被送入酒泉发射场；
第三步，借助星际荣耀的火箭，将 Cubesat 发射进入300公里的外太空。时间是7月25日。
那么问题来了，什么是 Cubesat？西瓜的 Cubesat，现在到哪一步了？它又将如何被送入太空？
1、什么是 Cubesat ？
CubeSat，顾名思义，Cube 就是立方体，Sat 就是卫星（Satelite 的缩写），CubeSat 就是一个结构形状呈立方体的微小卫星，俗称立方星。这种卫星虽然重量轻体积小，但是能够搭载一定的空间实验载荷开展科学实验，并且价格低廉，目前已经成为一种国际化的微小卫星标准。
立方星看上去像只魔方，里面却是五脏俱全。不到10厘米的计算机主板可以管理卫星姿态、热控和应用载荷等所有星载系统；集成电路只有几十克重；动量轮仅拇指大小；用来星地间通讯的天线，只有1元硬币大；联通各设备的导线不足1毫米粗。
通常我们将10立方厘米大小称之为1U，因卫星功能和设备大小的不同，以U为单位，有2U、3U、4U、6U等多种大小和体积的 Cubesat。
▲零重空间6U星结构示意图
自2003年首次发射升空，Cubesat 立方星如今已进入许多实际应用领域，并于2014年入选《科学》杂志「2014年全球十大科学突破」。
「如我们想要将孩子们的数字作品带入太空，那么至少需要将一颗存储器放入火箭。」
「既然我们可以将存储器通过商业发射公司发射进入太空，那么，是否可以借这个机会来尝试来做一颗带有传感、存储和通信功能的，真正的卫星呢？」
「虽然大的卫星我们无法制造，我们是否可以制造一颗小的 Cubesat 呢？」
不得不说这些念头，让一贯以「What if 」为信条的我们感到兴奋，于是，我们就开始踏上了制作西瓜创客 Cubesat 的历程。
2、西瓜创客的 Cubesat 做到哪一步了？
在卫星设计制造领域零经验的我们，有幸请到了微小卫星设计制造知名企业零重空间的兰利东博士以及成都国星宇航科技有限公司的王珑博士作为我们的专家顾问，帮我们迈出坚实的第一步。
西瓜最早的设想，是希望能有机会在这次的设计和制造一颗可以进行地面通信和控制的遥感遥测卫星，但是在实际调研的过程中我们发现，因为发射过程中的各种特殊要求（防震、频率干扰）以及太空的极端工作环境（真空、超低温），卫星的设计、测试、材料和制造条件都非常苛刻。加上通信频段和入轨轨位方面需要至少提前半年进行申请，无法赶上我们本次既定的发射计划，所以最终我们决定，只设计和制造一颗具备传感探测和记录功能的载荷，而不是一颗真正意义上的卫星。
因为它还仅仅是一颗 Cube（立方载荷），而不是Sat（Satelite，卫星），所以我们将这颗西瓜创客试验性的载荷，命名为 Cube-X1。
这颗载荷主要功能，就是测量火箭发射过程中的运动矢量、海拔高度、气压参数、温度参数、重力加速度以及地磁参数等，通过和火箭通信，将数据传输给火箭，由火箭将数据传输到地面站，以供地面站进行实时监控。
▲西瓜创客载荷系统结构图
肖恩老师带队和载荷的承制方——方威电子的工程师们一起，开始载荷的电子设计，不要忘了，肖恩老师可是7岁就开始做电子设计，17 岁就带队获得过 intel 杯电子设计大赛冠军的资深创客哦～。
▲肖恩老师率队获得 2006年 intel 杯电子设计竞赛嵌入式系统单元冠军
首先，要根据项目的要求设计原理图，也就是线路该怎么走，电子元器件用哪些等。
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 原理图
接着就是使用电路图软件，比如 Protel 或 PADS 等软件，按照原理图来画PCB板子，画板其实就是把这些元器件的封装排放好，连上线。在这里，我们用的软件是 Altitum designer.
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 设计图
然后，我们将图纸给到PCB厂家，他们根据电路板的大小进行开料，然后经过打孔、沉铜、电镀、退膜、蚀刻、绿油、丝印字符、成型、测试等这些工艺后，就得到了一块PCB板。我们在 PCB 板上按照设计图安装好CPU、存储器等各种元器件，也就成为了我们载荷的主板。
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 PCB主板图
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 主板功能区域图
最后，我们将这颗具有数据传感和搜集功能的 Cube，封装在了一个航空金属铝的精致外壳当中，而且使用激光雕刻的技术，为每一个面都雕刻了特别的文字或图形，赋予它独特的意义。
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 外观图
42年前，美国宇航局研制的无人外太阳系空间探测器旅行者一号（Voyager 1）发射，并且于1990年，冲出太阳系——这是人造设备第一次飞出太阳系，也是迄今为止人类造物所抵达的最远距离。
▲旅行者一号与金唱盘
旅行者一号在冲出太阳系之前，回望了一眼地球，地球在它的眼中变成了一个肉眼可见的暗淡蓝点，呈现在照片上的时候，就像是阳光下一颗发亮的微尘。
▲茫茫宇宙中宛若微尘的地球
▲宇宙科学家卡尔萨根在NASA讲解这幅著名的照片
正是那颗42年前被发射的旅行者一号，激励着我们提出了抬头仰望星空的“42号计划”——并不是所有的旅程都有归途，也并不是所有的探索都有回报，但是如果我们不曾仰望和启程，也就不会对未知有更深的认知。
▲离开太阳系飞入星际空间的旅行者一号
于是在 Cube-X1 的正前面，我们刻下了当年搭载旅行者一号升空，著名的金唱盘上的图样，用于缅怀这段伟大而浪漫的旅程，以及对于人类好奇心、探索精神和乐观主义的敬意。
▲旅行者一号“金唱盘”上的图形
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 正面
在卫星的左右两个侧面，我们刻上了西瓜创客第一、第二和第三期学员的名字。感谢你们在西瓜早期（2017年1与至4月）还没有任何名气的时候，给予我们的信任和支持，让我们有幸陪伴你们成长。感谢你们父母的远见卓识，为你们发现并选择了这样一门全新的课程，并由此为孩子们洞开了一个宇宙。
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 右侧面
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 左侧面
在卫星的顶面，我们刻下了《小王子》的作者埃克苏佩里曾经说过的一句话：「如果你想造一艘船，千万不要鼓励人们去伐木、去分配工作、去发号施令，而是要教会他们去渴望大海的无垠和高深莫测。」我们相信，能够成功激发孩子们去渴望星辰大海，他们也就有了学习和创造的最大动力。
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 顶面
曾经，我们的祖先仰望星空，以为自己是宇宙的中心，万物星辰围绕我们运转，直到布鲁诺用被焚烧的代价，来冲破人类认知的枷锁...
曾经，我们以为太阳系是宇宙的中心，直到我们发现，整个太阳系不过是银河系第三旋臂边缘一个卑微的存在...
曾经，我们以为银河系就是整个宇宙，而后来，我们才知道，银河系不过是宇宙上万个星系中小小的一员...
每一次人类尊严或者说自大的退却，换来的都是力量和认知的更大进步。
所以在卫星的背面，我们刻下了人类昂首奔赴太空数百年历程当中的那些伟大先驱们的名字，从伊萨克·牛顿到阿尔伯特·爱因斯坦，从加加林到杨利伟和翟志刚。让我们站在无数先驱的肩膀上仰望星空并认知星空，并由此而成为一个更为谦逊，也更为强大的自己。
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 背面（含数据连接线出口）
Cube 背面的洞，是数据连接线的出口，采用航空转换头，连接到火箭的信号传输接口上。
3、西瓜创客的 Cube-X1 将会如何被送入太空？
如果你学过西瓜创客 E 系列课程当中的「太空之旅」，那么对于多级火箭、轨道飞行这一类的基础知识一定不会感到陌生。
我们平时所说的航空航天，其实是两个概念，飞行器飞行在垂直高度大约100公里以下，叫航空飞行器；而飞行在垂直高度大约100公里以上的，就叫航天飞行器了。因为在此高度附近，因大气太过稀薄，难以产生足够支持航空飞行的升力，而这条航空与航天之间的分界线，就叫做卡门线。
首先，Cube 要被装配进入火箭。这个过程听起来很简单，实际上有非常多技术上的问题需要解决。比如现在的火箭作为运载工具，一次发射通常会搭载多颗卫星，而这些卫星需要在不同的轨道上以不同的秩序和姿态被释放。因为在火箭飞行的过程中会有震动，卫星和内部器件的震动频率也需要避开火箭的震动频率区以防止共震带来的损害。
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 与星际荣耀双曲线一号 Y1 火箭接口对接评审会
▲西瓜创客载荷 Cube-X1 与一箭多星卫星支架上的试装配
然后，火箭会被发射到既定的高度，打开整流罩，释放卫星。根据用途不同，卫星所在的轨道是不同的：比如对地观测的卫星，一般在300-500公里，而高度在两万公里以上的高轨卫星，一般都跟通信有关。西瓜创客搭载的星际荣耀这一次发射，火箭升空高度将达到300公里。
最后，真正的卫星，需要以一定的初始速度进入轨道，大一些的卫星，是具备动力和姿态调整能力的，而且后续还需要通过太阳能板来提供动力。立方星自己是没有动力的，所以在释放的时候，需要有一个弹射的装置将它弹射进入轨道。
西瓜创客的Cube-X1，预计将于2019年7月25日 ，搭载星际荣耀的双曲线一号火箭，在中国酒泉发射升空。
让我们一起来期待吧。：）
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