中国航天「CASC」·飞行器设计制作大赛
——科普卫星
2017.02.11-2017.02.19
【活动时间】：2017年02月11日-2017年02月19日
【适用对象】：高中生(我要报名)
【报名截止日期】：2017年01月22日
【活动地点】：中国·北京 中国航天人才培训中心
【活动人数】：25人
【留学目标专业】：针对理工科方向的学生，特别是物理(热学、力学、电学、光学、天文、通信等)、数学(平面几何、空间几何体、函数应用、推理与证明等)、化学(氢氧化学反应、化合物配比、材料学等)
项目背景 | 项目基础信息 | 推荐理由 | 针对人群 | 奖项设置 | 参考行程 | 项目内容及涉及知识点 | 在线咨询
中小学生科普卫星明年发射：
据新华社电(记者李峥巍、谢晗)2016年4月24日是首个“中国航天日”，中国航天人才开发交流中心和北京市八一学校宣布，将于2017年发射一颗由航天专家指导、中学生主导的低轨道中学生科普卫星。中学生将在航天专家的带领下直接参与这颗科普卫星的设计、建造、测试、发射、地面站建设等科研工作，以此提升中小学生对航空航天技术的认知。
科普卫星相关信息：
这颗中学生科普卫星将采用立方体构型，边长250毫米，质量10千克，计划于明年发射。卫星可遥控工作并自动向地面发送遥测信息，学生们可接收无线电信标信号，通过卫星进行双向无线电中继通信并开展相关科学实验。卫星将运行在太阳同步轨道，向全世界提供免费服务。
项目优势
在普通人看来，航天技术属于高精尖技术，中学生是否有能力完成这样一项工作？首先在国外，以色列已有一所中学发射了卫星。航天系统专家表示，目前的卫星技术已经非常成熟，大学已经陆续发射了十多颗卫星，但是在我国，还没有中学发射卫星先例。专家们普遍认为，目前卫星技术成熟，发射工作卫星，中学生参与其中，让卫星顺利工作也是可以实现的。
该项目，目前还主要是在北京八一学校进行，2016年9月10日教师节期间，总书记习大大也来到八一学校慰问自己的母校师生，对于中国航天和八一合作的“中国首颗中学生科普卫星研制应用及课程开发工程”给予了肯定，他说：你们在卫星发射的时候要通知我一下。该项目的专家和师生也是备受鼓舞。
关于卫星
什么是科普卫星?
• 卫星：指在围绕行星轨道上运行的天然天体或人造天体。地球只有一颗卫星，那就是月球。
• 人造卫星：是一种环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，同时也是发射数量最多、用途最广、发展最快的人造天体。普遍应用于地球资源观测、卫星通信、卫星导航、返回式科学实验、太空育种等。
• 八一学校制作计划发射卫星：学生先和专家一起学习制作模拟卫星，然后着手制作真实可发射的卫星。卫星主要是在之后的中小学之间在科技学习的过程中，通过这颗卫星平台开展卫星及航天相关课程开发、交流、学习及卫星互动应用等科学实践活动。
• 我们少年行邀请到中国航天人才开发交流中心的专家，专门为少年行的学生开设了科普卫星的设计制作课程制作模拟卫星，项目中20%的表现优异学生，可以加入到八一学校明年计划发射的卫星项目中去。
设计制作模拟卫星需要设计哪些专业知识和学科?
物理：热学、力学、电学、光学、天文、通信等。
数学：平面几何、空间几何体、函数应用、推理与证明等。
化学：氢氧化学反应、化合物配比、材料学等。
1、项目时间：2017年02月11日-2017年02月19日
2、项目报名截止时间：2017年01月22日
3、项目地点：中国·北京 中国航天人才培训中心
4、项目参赛上限人数：25人
1、项目稀缺性：国内首家推出针对高中生设置的卫星设计制作项目。目前与卫星设计制作相关的培训和比赛基本都是针对本科或研究生相关专业的学生开放，技术门槛相对较高。而本项目首次联合权威官方机构设计专向高中生设置的培训和比赛。
2、雄厚的师资团队：是由国内最为权威的中国航天事业单位主办，国内顶尖的航天领域专家亲临授课;专业培训课程、内部教材，为期8天的培训让学生全方位的深入了解科普卫星的专业知识。
3、课程含金量：
根据高中生的实际知识储备为基础，量身定制的卫星设计制作课程。稀缺、首发。
4、比赛多样性：
学员将分组进行，充分锻炼学生的团队协作、创新思维、动手、领导力等全方面的综合素质。
结业考核、卫星设计比赛、卫星制作比赛、卫星信号接收比赛
5、证书&推荐信：可获得中国航天人才中心颁发的认证证书、和比赛奖项，对于专业领域表现突出的学生将会有机会得到教授的亲笔推荐信。
6、重磅后续项目通道：项目中20%表现优异的学生可被推荐参加之后的中学生可发射的科普卫星项目以及参加2017年全国中学生卫星大赛。
1、有美国名校申请需求，主要针对想要学习理工科方向的学生，特别是物理(热学、力学、电学、光学、天文、通信等)、数学(平面几何、空间几何体、函数应用、推理与证明等)、化学(氢氧化学反应、化合物配比、材料学等)比较感兴趣，渴望提前深度感受科技的力量，为今后的职业发展方向开启一扇大门。
2、具有较强的动手能力和实践精神，渴望挖掘和发挥自我优势，锻炼团队合作精神的学员。
3、渴望在学习航天科技知识的同时也可以转化成社会价值，投身首颗中学生主导设计制作的科普卫星项目中去。
1、结业考核：通过结业考试的学员将获得航天人才开发交流中心(航天人才培训中心)和中国宇航学会联合颁发的结业证书，考评等级分为“优秀”与“良好”两个等级。
2、卫星设计比赛：每个小组提交卫星任务和结构设计方案。评选出一等奖3名、二等5名、三等奖10名、创意奖2名。
3、卫星制作比赛：每个小组制作出模型卫星，评选出团队一等奖1名、二等1名、三等奖2名。
4、卫星信号接收比赛：每个小组自行制作接收天线、调试接收设备，进行实际的卫星信号接收竞赛，评选出团队一等奖1名、二等1名、三等奖2名。
| 日 期 | 时 间 | 活动内容 |
| 02月11日 周六 |
15:00-16:00 | 营员到中国航天大院报到集合（北京市阜成路8号院综合楼） |
| 16:00-17:30 | 抵达航天人才培训中心，办理入驻 | |
| 17:30-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-22:00 | 开营仪式 1.宣布活动纪律与比赛规则 2.团队风采展示 3.破冰、拓展活动 |
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| 02月12日 周日 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-12:00 | A 专家讲座 1.卫星概论 2.卫星的工作原理 |
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| 12:00-14:00 | 午餐&午休 | |
| 14:00-17:00 | B简易卫星模型制作 制作希望一号仿真模拟卫星，了解卫星结构与应用 |
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| 17:00-18:00 | 集体活动 | |
| 18:00-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-21:00 | 小组任务 Presentation选题，任务讨论 |
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| 21:00-22:00 | 自习作业时间 | |
| 02月13日 周一 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-12:00 | C观摩学习 参观中国空间技术研究院 参观航天城 |
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| 12:00-14:00 | 午餐&午休 | |
| 14:00-17:00 | C观摩学习 参观中国航天测评中心 参观中国运载火箭技术研究院 |
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| 17:00-18:00 | 集体活动 | |
| 18:00-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-21:00 | 小组讨论 观摩学习交流讨论 |
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| 21:00-22:00 | 自习作业时间 | |
| 02月14日 周二 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-12:00 | D理论学习 1.卫星结构设计原则与方法 2.卫星各分系统 |
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| 12:00-14:00 | 午餐&午休 | |
| 14:00-17:00 | E卫星任务设计 1.轨道设计 2.地面应用系统规划 |
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| 17:00-18:00 | 集体活动 | |
| 18:00-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-21:00 | 小组讨论 团队分享交流，完善卫星任务设计方案 |
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| 21:00-22:00 | 自习作业时间 | |
| 02月15日 周三 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-12:00 | F卫星结构设计 1.卫星载荷设计 2.卫星分平台设计 |
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| 12:00-14:00 | 午餐&午休 | |
| 14:00-17:00 | G卫星设计比赛 组织卫星专家对每个小组的卫星任务与结构设计方案进行评审。 |
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| 17:00-18:00 | 集体活动 | |
| 18:00-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-21:00 | 小组讨论 团队分享交流，改进卫星设计方案 |
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| 21:00-22:00 | 自习作业时间 | |
| 02月16日 周四 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-12:00 | H卫星组装 1.选择功能模块 2.制定组装流程 |
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| 12:00-14:00 | 午餐&午休 | |
| 14:00-17:00 | H卫星组装 3. 绘制卫星的电缆连接图 4. 绘制卫星的传感器分布图 |
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| 17:00-18:00 | 集体活动 | |
| 18:00-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-21:00 | 小组讨论 团队分享交流，总结卫星组装方法与技巧 |
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| 21:00-22:00 | 自习作业时间 | |
| 02月17日 周五 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-12:00 | I卫星集成 1.制定卫星集成流程 2.各个功能模块协同工作调试 |
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| 12:00-14:00 | 午餐&午休 | |
| 14:00-17:00 | J卫星测试 1.选择测试项目 2.制定测试流程 3.问题与故障分析 |
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| 17:00-18:00 | 集体活动 | |
| 18:00-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-21:00 | 小组讨论 团队分享交流，总结卫星集成与测试方法 |
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| 21:00-22:00 | 自习作业时间 | |
| 02月18日 周六 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-12:00 | K 卫星天地通联试验 1.学习星务软件 2.制作和调试八木天线 |
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| 12:00-14:00 | 午餐&午休 | |
| 14:00-17:00 | L 卫星信号接收比赛 接收实际过顶的卫星信号 |
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| 17:00-18:00 | 集体活动 | |
| 18:00-19:00 | 晚餐 | |
| 19:00-21:00 | 小组讨论 团队分享交流，准备评审答辩材料 |
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| 21:00-22:00 | 自习作业时间 | |
| 02月19日 周日 |
08:00-09:00 | 早操&早餐 |
| 09:00-11:00 | 卫星制作比赛 组织卫星专家对每个小组的卫星作品进行评审。 |
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| 11:00-12:00 | 颁奖典礼 1.公布各项比赛成绩和结业考核结果 2.留影纪念 |
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| 11:00-12:30 | 午餐 | |
| 12:30-14:00 | 离开酒店，返京 | |
| 14:00 | 航天机关大院解散 | |
备注：活动具体日程安排会根据实际情况进行调整。
学生到达和离开的时间：(建议时间)
建议2月11日15:00-17:00到中国航天大院报到集合(北京市阜成路8号院综合楼);
建议2月19日上午完成相应任务，14:00航天大院解散。
| 序号 | 内容 | 学科知识结合点 |
| 1 | 卫星原理概论：概况、功能、应用。 | 物理：热学、力学、电学、光学、天文、通信等。 数学：平面几何、空间几何体、函数应用、推理与证明等。 化学：氢氧化学反应、化合物配比、材料学。 |
| 2 | 卫星中的物理学：卫星专家讲解卫星设计、结构、运动等与物理学知识的结合。 | |
| 4 | 简易模型卫星制作 | 物理：电路、发光原理、光传输。 数学：常见多面体体积计算。 |
| 5 | 卫星任务设计：学习卫星任务设计的基本原理，形成对卫星工程的整体认知，确定小组功能模拟卫星的功能、轨道等。 | 物理：牛顿三大定律；引力的计算；宇宙速度的计算；质心平衡；热学原理与防隔热设计；热平衡；电与磁；磁力矩器原理；动量；电路知识；电压与电流计算；太阳能发电原理与能量计算；宇宙中的粒子；能量守恒定律。 数学：流程图与结构图、函数的应用、形状与体积、算法初步、统计与概率基础。 化学：聚酰亚胺的作用。 卫星载荷设计中的科学实验：热学、光学、电磁学、力学、量子物理、天文学、生物等前沿科学探索研究。 |
| 6 | 开题评审：在老师和航天专家指导下，每个小组围绕卫星研制及应用，选择研究课题。 | |
| 7 | 卫星结构设计：学习卫星结构原理，掌握卫星结构设计原则与方法，完成卫星的外部结构和内部结构设计，确定小组功能模拟卫星的有效载荷与平台分系统。 | |
| 8 | 卫星组装与集成：选择功能模拟的卫星的功能模块，完成功能模块的安装和布局，考虑卫星整体质量分布优化、电磁兼容、热分布等总体和结构设计的主要因素，完成功能模拟卫星；每颗卫星要求搭载一个科学实验。 | |
| 9 | 卫星测试：进行卫星遥感应用试验，完成指令传输、数据传输、各探测参数回传等卫星遥感任务。 | 物理：通信原理；成像原理。 |
| 10 | 卫星轨道设计：了解卫星运动原理，设计地球同步卫星轨道，了解变轨机制，设计卫星变轨轨道。 | 物理：运动的合成与分解；匀速圆周运动中向心力与加速度计算；曲线运动。 数学：圆与方程、圆锥曲线与方程（椭圆）。 |
| 11 | 卫星通讯试验：制作卫星天线八木天线制作套、馈线及连接组件等，连接真实卫星的信号，接收及分析，开展通讯试验。 | 物理：信号传输；信号调制与解调。 数学：三角函数、信号的加密与解密原理。 |
| 12 | 项目评审：邀请卫星专家开展卫星项目和小组课程评审会。 |
