“智能设计与制造”、“智慧能源与大数据”、
“未来城市与智能建造”、“智能材料创制与应用创意”，
对于即将参加科学与工程挑战赛的你来说，
这些名词是不是还有些陌生？
其实，科学与工程挑战赛的背后，是想象力、创造力，更是动手能力。
在清华，科技创新是无处不在的。
科学与工程的素养，乘上创新意识的翅膀，
可以帮助你把各种有趣的想法付诸实践，变成一个个有价值的作品。
智能飞行器们飞舞在清华园的上空，书写着别样的青春。
然而，清华园内还有着这样一颗在地球轨道上翱翔的卫星。
五十年前，“东方红一号”承载着无数同胞的梦醒成功发射，
五十年后，在清华大学“天格计划”学生兴趣团队首颗实验卫星升入天穹之际，
队员们说：“太空中有了一颗属于我们的卫星！”
组建团队，我们的目标是星辰大海
在2016年10月，温家星在工物系曾鸣副教授、冯骅教授的共同指导下，自主选题提出了“引力波暴电磁对应体探测网”，并发起了“天格计划”学生兴趣团队。天格计划的主要科学目标是探测近邻宇宙中中子星并和引起的伽马射线暴，是一个以学生为主体的、针对基础科学前沿研究的科研实践项目，同时也是一个以学生兴趣团队形式的、基础科学拔尖人才培养项目。
兴趣团队由来自工物、物理、航院、电子和机械等各个院系的35名同学组成，一同开展天格计划科学论证及原型系统设计研制工作。学生团队分为科学组、载荷组和卫星组三个小组开展工作，自主地进行学习和探索。
天格计划学生兴趣团队首批成员
2016年10月至2017年4月半年时间，天格计划学生团队组织了上百次学术讨论，完成了科学论证、撰写两万余字科学建议书，完成了基于溴化镧的探测器原型设计以及组网定位模拟，邀请了兴趣团队导师团各位导师、以及国家天文台袁为民研究员、南京大学戴子高教授、中科院高能所刘聪展研究员以及LIGO 合作组成员加州理工大学陈雁北教授等多位教授进行报告或交流。
“天格计划”团队代表参加清华大学首届年度科研创新交流会
2017年4月，天格计划学生团队完成科学报告与第一代原型系统，获得清华大学第35届挑战杯特等奖。2017年6月、8月、10月和2018年1月，队长温家星同学先后在“引力波与电磁对应体探测-香山会议”、“中国天文学年会”、“暂现源相关天文现象观测与研究-武汉会议”和“清华大学引力波成果发布会暨第六届北京引力波研讨会”上作口头报告，相关工作获得了各位专家的一致好评。
邱勇校长在2017年挑战杯科展上参观“天格计划”
2018年1月18日，在清华大学首届年度科研创新交流会上，队长温家星代表天格计划团队向邱勇校长等校领导口头汇报团队的进展情况和科学目标。会上，邱校长表达了对团队的鼓励与期望：“我欣赏你们作为本科生挑战前沿问题的勇气！”队长温家星则信心满满地回应：“2018年，我们的目标是要发射第一颗卫星！”然而就在不久前，通过不懈的努力奋斗，他们做到了。
真刀真枪，成功背后的铺垫总是太多
从2017年5月开始，天格计划团队成员便展开更加困难的技术攻关，将一个地面系统正式变为一个卫星系统。由于卫星对探测器条件的限制，需要在小体积、低功耗情况下实现高效率的探测，团队与老师讨论后，选用了国际上最新型的闪烁体探测器方案—GAGG闪烁体加SiPM光电读出。团队队员纷纷主动扛起繁杂困难的技术工作，完成了从光产额标定、晶体反射膜包覆、SiPM光耦合，到电子学低噪声读出、电子学可靠性设计，等探测器晶体、SiPM和电子学系统的全套设计、研制工作，并完成了探测器机械结构设计和固件程序编写工作。
天格计划首星探测器载荷
研制工作并不是一帆风顺的，为了理想的实验结果，探测器设计方案一再改进，团队队员们无数次在实验室通宵实验，与导师团的老师们反复讨论、优化探测器设计方案。在临近发射的几个月里，眼看着交付正样的日期越来越近，系统调试却频频出现问题，连指导老师都说，可能天格首星赶不上10月底的发射了。“虽然想法上有过放弃，但行动上依然在一直努力”，队长温家星在回忆起在实验室通宵的日子坦言，“很感谢曾经坚持下来的自己” 。
天格计划首颗实验卫星
10月29日8时43分，“天格计划”学生兴趣团队的首颗实验卫星于从酒泉卫星发射中心发射入轨。截至目前，天格计划首星运行状态良好，探测器各项功能正常、符合设计指标，正在逐步完成各项在轨测试标定工作，逐步开展科学探测。
天格计划是一个人人都觉得很酷的项目，但对于不舍昼夜奋斗在实验室中 的队员们来说，天格计划可能更多的是重复枯燥的实验和调试。天格计划受到过很多人的支持，但在首都挑战杯答辩的赛场上，也遇到过各种质疑，有评委怀疑学生是否能做成，当面批评“发卫星是国家的事，你们大学生还是歇着吧”。但正是整个团队面对困难时锻炼出来的坚韧、年轻人对于梦想的坚持，让属于清华同学自己的天格计划首星最终闪耀在星空中。
不止于此，立志为祖国做出更大贡献
“天格计划”学生兴趣团队在清华大学工物系、天体物理中心、清华大学团委、清华大学科研院的支持下，在温家星的带领组织下，形成了包括2013级至2018级、7个院系不同学科的几十名本科生同学的兴趣团队。北京大学、中国科技大学、南京大学等20余所国内外高校的老师和同学也逐步加入“天格计划”形成天格联盟。
“天格计划”团队成员在实验中
“天格计划”也是一个真刀真枪的学生科研实践项目，坚持以学生为主体。随着第一批核心成员相继深造、开展其他领域的研究，兴趣团队的未来已经逐步传承给更低年级的同学，新一代的队长和理事长将团队组织得有声有色。
路漫漫，师友同行
曾鸣老师是 “天格计划”的指导老师，他用三个词概括了兴趣团队从创立伊始到卫星升天的过程。
曾鸣老师
第一个是“勇气”，兴趣团队的学生们有勇气去挑战基础科学问题，首先需要学科交叉“理工结合”的精神和敢于挑战的勇气。在天格计划这个项目中，我和冯骅老师是共同的发起导师，指导学生向核科学与天文学一个学科交叉的领域进行自主学习探索，但是天格计划的同学，通过跟老师们的一次次讨论和调研，在这样一个领域里自主选择了现在的题目。天格计划的发起是在2016年10月，学生团队十分敢想，提出利用立方星搭载核（伽玛）探测器，探测与引力波成谐的伽玛暴事件。2017年8月17日，美国的费米卫星才探测到了此类事件的第一个案例，这也很好地证明了温家星他们的选题的勇气和眼光。
另一个是“团队”，“科学+工程”的实现不仅需要知识融合，还非常需要学生团队协作。整个天格计划运营过程中，第一代团队包括了七个院系，40多人的规模，分成若干个学科小组组织起来，一个学期大小讨论自发组织了一百多次，然后学生们自己联系邀请了校内外、国内外的专家各种讲座和交流报告，包括国家天文台的教授、加州理工陈雁北教授（LIGO核心成员）等。这个学生团队，健康地运作起来，物理的、核的、机械的、电子的，各学科志趣的同学交叉学习、共同成长，才能在这么短的时间里，有这么好的进展。
第三个词就是“成长”，团队中的大家都非常优秀，但一开始都还是普通的本科生，一步步磨练中成长起来。队长温家星在这一年多里的时间里有机会在国内外若干次重要学术会议进行口头报告，但最初也曾因为准备的报告不够严谨，被冯骅老师狠狠批评，“这样的学术态度不如不要去报告！”。天格计划学生团队的发展，得到了很多肯定和支持，但也曾经受到过质疑，在首都挑战杯答辩的赛场上，有评委不太了解立方星平台，怀疑学生是否能做成，当面批评温家星“发卫星是国家的事，你们大学生还是歇着吧”。但沮丧过后，整个团队还是打起精神，在困难中磨练出坚韧、坚持年轻人对梦想的追求，最终一步一个脚印，让属于清华同学自己的天格计划首星最终闪耀在星空中。
曾鸣老师还提到了整个实验过程中的一个“小故事”。在首颗实验卫星的准备发射过程中，并不是一帆风顺的，温家星他们精心打造的一号机在经过全套空间环境测试之后，在卫星总装时遇到了意外损毁。当时，离最终截止日期已经时间紧迫，是放弃此次发射，还是冒着风险加紧组装测试二号机出来？二号机的组装、定标和测试，仅温度循环就需要几十个小时，还有全套功能指令和性能验证。但是，学生团队在巨大的压力下，温家星他们几乎72小时不眠不休测试，最终成功地扛了下来。
他们不仅是完成了任务，更是收获了成长，实现了梦想。鸣谢丨“天格计划”兴趣团队 曾鸣 温家星
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