■在实现同样功能的前提下，卫星重量越轻，意味着研制和发射成本越低，这一直是卫星研制中一个值得自豪的指标。为了帮卫星“瘦身”，科研人员设计了全新的星载计算机，使新星重量减轻了几百公斤
■朝着太阳能热到超过100℃，背着太阳又会冷到-100℃。为了让北斗卫星内部始终保持-15℃到25℃的温度，中科院上海硅酸盐研究所为它“缝制”了多套“外衣”
昨天，上海中科院系统的研究所收到了来自中科院院长白春礼的贺信，感谢他们为3月30日成功发射上天的首颗北斗全球组网卫星所付出的努力。
这颗新星的上天，标志着我国北斗系统全球组网的第一步。在这颗卫星上有多少“上海贡献”？昨天，记者从沪上几家主要研究所了解到，他们不仅为北斗新星“缝制”了特殊的隔热“外衣”，研制了用于精确定位的激光反射器，更在框架面板结构、星间链路等方面作出了重要贡献。
北斗星“体重”首次低于1吨
“这是我国第一颗被送上3.6万公里高轨的小卫星，首次启用了我国自主研发的高轨导航小卫星专用平台。”上海微小卫星工程中心主任、卫星系统总指挥相里斌刚从发射基地回上海，就接受了记者采访。他说，这颗星中的所有核心关键器部件，全部实现了国产化，做到了自主可控。
根据国际卫星分类，“体重”小于1000公斤的卫星被称为小卫星。而这颗北斗新星是北斗卫星家族中首位“体重”低于1000公斤的成员，只有848公斤。在实现同样功能的前提下，卫星重量越轻，意味着研制和发射成本越低，这一直是卫星研制中一个值得自豪的指标。
然而，把小卫星送到地球同步轨道，同时意味着这个“小个子”必须承受住更恶劣的外太空环境，比如更猛烈的宇宙射线、静电放电等等。为此，工程中心采用框架面板结构和功能链理念设计了全新平台，不仅帮它抵御住了发射时的强烈冲击，还使它能在外太空的恶劣环境下坚持工作10年以上。
为了帮卫星“瘦身”，科研人员为这颗北斗新星设计了全新的星载计算机，将传统卫星中的各种计算机集成为综合电子功能链，使新星的重量比它的“前辈”减轻了几百公斤。
相里斌说，从今年开始到2020年左右，北斗将逐步实现全球组网。与美国GPS系统“地面基站+卫星”的组网方式不同，北斗将完全采用“天基卫星网”，即每颗北斗卫星都可以直接通过“天上的对话”实现全球导航定位。“为了确保导航系统的可靠、长寿命运行，我们采用了比如基于单个星敏感器（一种小相机，通过对准星星拍照帮卫星定位）的姿态确定技术，尽量使单机简单、可靠，同时，我们还带上去了2个备份星敏。”
柔性“外衣”不费能源巧恒温
朝着太阳能热到超过100℃，背着太阳又会冷到-100℃，外太空的环境实在恶劣。可北斗卫星内部，却始终保持着-15℃到25℃的温度，几乎像在地球上一样舒适。
既要维持适宜温度，让上天的电子器件正常工作，又不能与它们争夺能源，为了达到这一目标，中科院上海硅酸盐研究所为北斗新星贡献了多套“外衣”，帮助它和电子器件“防寒、保暖、散热”。
最外层的“外衣”，采用了新型柔性薄膜二次表面镜。上硅所特种无机涂层重点实验室高级工程师齐振一介绍，任何在轨飞行的航天器都处在超高真空环境中，气体的对流热传导已经微小到可以忽略不计，航天器几乎完全通过热辐射方式向深冷宇宙空间散热，北斗新星也不例外。柔性薄膜二次表面镜是一种很神奇的复合表面：有机薄膜底面上真空镀制的高反射金属膜层，能够反射掉照射在航天器表面的大部分太阳辐射能量，而航天器内部的多余热量能通过具有较高发射率的有机薄膜层排出，这就确保即使卫星外界温度变化很大，星内依旧可以“舒适如春”。由于采用了柔性的有机薄膜材料，这件“外衣”不仅轻薄而且还可以被“缝制”得非常贴身。
只有“外衣”当然不够，该实验室研究员辛世刚说，在“外衣”下面，他们还设计了多层隔热材料，这样北斗的身体不冷也不热。北斗的肚子里有许多重要的仪器，在每个重要仪器箱的外面，都包裹了各种热控涂层，有的要散热、有的要保温、有的要隔热，目的只有一个--保证它们正常工作。
有些“外衣”不仅要能耐高温，还得能抗氧化。比如卫星上姿态控制推力器的推力室，就涂了一层可以在1400℃—1600℃高温下，坚持几十小时不被氧化的特殊涂层。
据该实验室研究员乐军介绍，推力器在工作时会产生1400℃以上的高温，因此推力室必须用难熔金属来制造，而这种难熔金属在500℃下，只需半小时就会被氧化，这将导致推力室被烧穿。而特殊涂层帮它解决了这个问题。
3.6万公里激光来回距离可精确到厘米级
在松江佘山，中科院上海天文台的激光观测基地，有一组科研人员日夜值守在山巅，为远在3.6万公里外的北斗卫星精确测距。
在新发射的北斗卫星上，有上海天文台研制的激光反射器。这个不到5公斤的设备，与地面发出的激光测量配合，就变成了一把连接天地的“尺”，可以为北斗卫星精确定轨。
项目负责人张忠萍研究员说，从2002年为“神舟四号”自主研制开始，激光反射器的适用轨道不断升高，从几百公里的低轨卫星，到1000多公里，直至3.6万公里的地球同步轨道，难度不断增加。
“从地面测距站打出一束激光，要走过3.6万公里，击中只有750平方厘米的反射器，再返回到原地，测距误差要控制在厘米级。测量中，要考虑到卫星、地球自转等各种复杂因素。”他说，这个器件由90个直径33毫米的棱镜组成，而角度控制是关键，其中的排列方式则是不传之秘。
张忠萍说，由于地面测距站工作容易受到天气影响，因此一个基站往往服务几十颗卫星，而一颗卫星也可以反射多个基站的激光信号。“即使未来北斗实现‘天上对话’，地面的精确测距及定轨依然是它们稳定运行的保障。”他说。
《文汇报》 （2015-04-02 第1版 要闻）
文章链接：http://wenhui.news365.com.cn/html/2015-04/02/content_6.htm
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新华网上海3月25日电（记者王琳琳）25日，中国科学院上海硅酸盐研究所与自然出版集团正式签署协议，双方将合作出版《自然合作期刊－计算材料学》，这将是中国首个以《自然》杂志冠名的合作期刊。
“自然合作期刊”是自然出版集团与国际知名合作伙伴出版的开放获取期刊，旨在发表高质量的科研成果，并采用《自然》系列杂志的编辑方针。《自然合作期刊－计算材料学》是该系列期刊的首个计算材料学刊物，主要聚焦于计算机设计或发现的材料、材料集成计算和实验研究，以及推动这些材料设计和发现的实验工具和数据等。
《自然》执行主编暨自然出版集团大中华地区总监尼克·坎贝尔说，过去几十年，计算机技术爆发式的发展以从前无法想象的方法运用于材料设计，这些方法有可能让材料研究步入一个快速通道，从而对我们的生活方式产生深刻影响。“如今，我们为有影响力的计算材料研究带来了专业的开放获取期刊，以提高专注度并引领该领域的发展。”
中国科学院上海硅酸盐研究所所长宋力昕认为，传统的材料研究以实验探索为主，研究人员通过积累经验，达到性能优化的目的。但随着人类对材料性能要求的不断提高，材料学的研究对象已经由微米结构逐渐降低到纳米结构、到关注材料的原子空间排列方式、甚至要到电子层次，因此通过计算机的强大设计功能，对材料进行多层次研究成为必然。“与自然合作推出期刊将极大促进我国现代材料学的研究，为中国制造业的发展奠定坚实的材料基础。”
据了解，《自然合作期刊－计算材料学》为开放获取期刊，这意味着所有研究成果一经发表，即可供科学家、工程人员、企业界人士等所有人免费获取。“自然合作期刊”计划以世界一流的开放获取出版为目标，发表经同行评议的高质量原创研究，并秉持及时的论文审核流程和严格的编辑规范。
《新华网》 （2015-03-25）
文章链接：
http://news.xinhuanet.com/2015-03/25/c_1114763070.htm
科技日报上海3月25日电 （记者王春）中国科学院上海硅酸盐研究所与自然出版集团25日正式签署协议，双方将合作出版计算材料学术期刊npj Computational Materials（简称《npj-计算材料学》），这将是中国首个“自然合作期刊”。
“自然合作期刊”（即NPJ）是自然出版集团与国际知名合作伙伴出版的开放获取期刊，旨在发表高质量的科研成果，并采用国际顶级期刊Nature（《自然》）系列杂志的编辑方针。《npj-计算材料学》是该系列期刊的首个计算材料学刊物，主要聚焦于计算机设计或发现的材料、材料集成计算和实验研究，以及推动这些材料设计和发现的实验工具和数据等，强调计算与实验研究的结合。
据悉，该期刊主编由美国宾夕法尼亚州立大学陈龙庆教授担任，他曾以计算材料学领域的开创性工作荣获2014年美国材料学会颁发的材料理论奖。中科院上海硅酸盐所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室主任陈立东研究员担任该刊共同主编。他曾以高性能热电能量转换材料的设计合成方面的杰出工作，荣获国家自然科学二等奖。
《科技日报》 （2015-03-26 第3版 综合新闻）
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http://digitalpaper.stdaily.com/
本报上海3月25日讯（记者黄辛）中科院上海硅酸盐研究所与自然出版集团今天正式签署协议，双方将合作出版《npj-计算材料学》，这将是中国首个“自然合作期刊”。
中科院副院长、中科院院士王恩哥出席签约仪式，他表示：“我们很高兴成为‘自然合作期刊’在中国的首个合作伙伴。协议的签署，标志着自然出版集团与中科院研究院所的期刊合作出版又向前迈出了令人振奋的一步，这也体现了双方出版高质量开放获取期刊服务全球科学界的共同愿景。”
《自然》执行主编暨自然出版集团大中华地区总监尼克·坎贝尔说：“过去几十年，计算机技术爆发式的发展让以前无法想象的方法能运用于材料设计，这些方法有可能让材料研究步入一个快速通道，从而对我们的生活方式产生深刻影响。如今，我们为有影响力的计算材料研究带来了专业的开放获取期刊，以提高专注度并引领该领域的发展。”
据介绍，“自然合作期刊”是自然出版集团与国际知名合作伙伴出版的开放获取期刊，旨在发表高质量科研成果，并采用《自然》系列杂志的编辑方针。《npj-计算材料学》是该系列期刊的首个计算材料学刊物，主要聚焦于计算机设计或发现的材料、材料集成计算和实验研究以及推动这些材料设计和发现的实验工具和数据等。上海硅酸盐所所长宋力昕和麦克米伦科学与教育亚洲区董事总经理刘珺共同签署了合作协议。
《中国科学报》 （2015-03-26 第1版 要闻）
文章链接：
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2015/3/298353.shtm
