原文刊登于《衛星與網絡》2015年6月刊
作者：劉進軍
一個思想火花能點燃太空嗎？幾雙小手能創造什麼樣的奇迹？“總統”能飛上太空嗎？思想到底能走多遠？
高中生衛星見證了太空飛行的奇迹，破譯了航天科學的神秘，更打開了一片想象的太空。當它在太空翺翔的時候，你能否發射航天科學的激情，突破太空夢想的疆界，飛行壯麗輝煌的人生？
1826年7月4日，美國《獨立宣言》誕生50周年紀念日。這一天，一代偉人托馬斯·傑佛遜去世。托馬斯·傑佛遜是美國的開國元勳，《獨立宣言》的主要作者，美國第三任總統,被評為美國最偉大的總統之一。
傑佛遜是一位傑出的政治家，追求科學與真理，弘揚民主自由和人人平等，一生光明正大。他也是一位偉大的思想家，特别強調思想自由，鼓勵創新發明，反對任何束縛思想自由的行為。在華盛頓哥倫比亞特區有一座傑佛遜總統紀念館，傑佛遜雕像最醒目的前方镌刻着：我向上帝保證，永遠敵視一切對人類思想的專制。
思想自由像春風一樣吹遍美國，為美國繁榮富強打下基礎。為了紀念和尊敬，美國著名的國會山有傑佛遜總統的偉人雕像，全美國至少有16是以托馬斯·傑佛遜命名的中學，位于弗吉尼亞州亞曆山大市的托馬斯·傑佛遜公立中學就是其中之一。
這是一所名不見經傳，普通得不能再普通的學校。然而，這裡的一大辦學特點，是讓學生們全面發展，動眼、動嘴、動手，更要動腦。老師們常說，“你可以成績不佳，但不能沒有愛好。”傑佛遜高中鼓勵學生發揮自己的天賦，盡自己的能力解決各種各樣的問題，激發學生的協同作用，讓他們在未來的大學生涯中保持和超越其他同學。學校辦得越來越見起色，從10年前開始，傑佛遜高中位居全國前幾名，已經取得各種競賽的連勝，取得大量令人難以置信的成功。
傑佛遜高中的師生們在思考一個問題：怎樣一鳴驚人？有的學生說:“如果造一個會思考、愛饒舌的機器人，可在科學辯論會上得金獎。”有的學生提議：“咱們研制一輛用心靈和思想控制的輪椅，讓殘障人士走遍天涯。”一個黃毛小丫頭說：“為什麼不造一顆衛星，那才是最高科技！”
有些老師認為：高中生造衛星，那簡直是天方夜譚！而經過拜訪衛星專家、航天專家和技術評估，高中生造衛星是可行的。衛星技術正朝着納米化、普及化方向發展，有些學校的大學生已經發射了幾十顆衛星，高中生隻要努力一把，照樣可以發射衛星。埃文格·雷澤校長激動地宣布：“幹吧！在科學的道路上殺開一條血路！傑佛遜高中将創造曆史！”
2006年，傑佛遜高中的學生準備制造世界上第一顆高中生衛星。高中生衛星項目完全按照航天工程的方式進行研制：先學航天理論，接着講航天技術，再進行航天工程。衛星項目被分解成各個子系統，配置設定到每一個小組，每個小組有一名導師和幾名學生組成，每個小組負責研制一個子系統。
入選高中生衛星項目的，并非成績都很優秀，而是些機靈、愛動手、滿腦子金點子的學生，他們被選拔為衛星設計師。在7年時間中，大約50名高中學生從高二年級學生會脫穎而出，共同研究、設計和制造一顆1u立方體衛星。衛星的部件都是在市場上采購，資金則來自于美國軌道科學公司的3萬美元捐款。
這顆高中生共同研制的立方體衛星，取名為“托馬斯·傑佛遜”，這是第一顆以美國總統名字命名的衛星。它長度0.1米，寬度0.1米，高度0.11米，重量0.89千克，發射機最大功率1瓦，太陽能帆闆産生電力平均小于3瓦，設計壽命6個月，軌道壽命約2至4年。衛星的各種飛行軟體和代碼、環境溫度系統、電源系統、太陽能帆闆、太陽能電池等均通過美國空軍測試驗證。“托馬斯·傑佛遜”立方體衛星的個子不大，但名氣很大。
2011年9月16日，美國第44任總統貝拉克·奧巴馬聽說高中生在研制衛星，也來到傑佛遜高中，觀看高中生制作的衛星。奧巴馬參觀了學校，詳細觀賞了學生們的科技傑作：“托馬斯·傑佛遜”衛星、一輛心靈控制的輪椅、一個機器人和一個發光浮标。
在美國當總統并不容易，常常遭到媒體和百姓的嘲笑和調侃。奧巴馬是美國曆史上第一位非洲裔總統。當他提出《移民改革法案》，限制非洲人進入美國，有人就打出智語：“奧巴馬驅逐了父母親！”人們又細心一看發現：奧巴馬具有清新俊美的外表,奧式特色的口音,一成不變的襯衫領帶，特别是那永遠不變的微笑，像個機器人。
當奧巴馬來到機器人旁邊，機器人突然出現一個視訊：“奧巴馬總統，你是個機器人嗎？”奧巴馬傻笑了：“機器人先生，我是人類。我的微笑都是發自内心的，但人家說我的微笑都是裝出來的，像個機器人。這點，我們很相似。”
機器人說：“也許你已經注意到了，機器人無處不在，從事各種各樣的工作。它們在農場工作，正在打掃地毯，為我們送上咖啡，甚至監考學生考試。或者突然地，一位舞蹈機器人會上來邀請你跳舞。總統先生，你會關注她的身姿嗎？能跳準每一個舞步嗎？”奧巴馬脖子一縮，裝作拉下臉說：“我不能跟美女跳舞。第一夫人米歇爾要吃醋的。”
當看見“傑佛遜”衛星，奧巴馬總統以神聖的眼光一遍一遍地仔細端詳，聳聳肩長歎一聲：“真是不可想象！”。奧巴馬問：“衛星由誰發射呢？”老師答：“美國軌道科學公司願意發射衛星。”
奧巴馬稱“托馬斯·傑佛遜”立方體衛星為“總統”衛星。他詢問道：“總統”能飛上太空嗎？同學們回答：隻要火箭發射成功，“總統”衛星肯定沒問題。他高興地提議：“同學們，再努力一下，把我也發射上太空。比起當總統，還是當衛星自由一些！”在拍照留念時，奧巴馬讓同學們站在中間，又露出那機器人一般的微笑。
11時10分，奧巴馬總統進入學校的體育館。在那裡，他激情洋溢地就《發明與專利改革對美國的創新和促進長期經濟增長具有巨大的重要性》發表演講。演講過後，他大筆一揮，簽署了《美國專利法》，并成為法律。這是近60年來《美國專利法》最大、最全面的一次修訂，被譽為鼓勵發明、保護創新、增加就業的裡程碑事件。《美國專利法》将給美國發明專利制度帶來深遠影響。
為什麼奧巴馬總統在傑佛遜高中簽署這麼重要的法律呢？因為傑佛遜高中的“托馬斯·傑佛遜”衛星本身就是一項重大發明，是一項史無前例的創新，是一次思想自由的典範，象征着一群孩子的壯舉。在傑佛遜高中簽署《美國專利法》，具有重大和深遠的意義。
2013年11月20日，在美國東海岸的弗吉尼亞州瓦勒普斯島中大西洋航天港，一枚“人牛怪-1”運載火箭昂首挺立。“人牛怪-1”火箭由美國軌道科學公司制造，高度19.21米，直徑1.67米，重量36200千克。它可以将580千克有效載荷送到185千米軌道傾角28.5°的低地球軌道。
8時15分23秒，“人牛怪-1”運載火箭騰空而起，朝東南方向飛馳而去。不到10分鐘，飛控中心宣布：“人牛怪-1”火箭已将30顆衛星送入太空，其中包括了“托馬斯·傑佛遜”立方體衛星。這顆由高中生們研發的立方體衛星終于進入太空，它成為世界上第一顆高中生衛星。
成功升空後，“托馬斯·傑佛遜”衛星運作在軌道高度500千米，軌道傾角40.5°，軌道周期89分鐘的低軌道，傳輸基本遙測資料，如電壓、溫度、cpu的狀态。特别有趣的是一台語音合成器，上行頻率145.980兆赫，下行頻率437.320兆赫，可以ascii編碼将文本資訊轉換為模拟語音信号。
“人牛怪-1”号運載火箭發射
為了表達純真的敬意，世界著名科學家、用眼睛講述宇宙發展史的英國劍橋大學教授史提芬·霍金親自發了一封短信。這封短信很有意思。語音合成器發出的倫敦腔英語是：“親愛的同學們，這是你們的節日。‘總統’也能上太空。你們可以大聲說：有的總統說我們年紀小，……”這是一封隻有一半内容的短信，非常奇怪。
好消息又傳來！世界各地學生通過衛星上的語音合成器紛紛發送郵件到傑佛遜中學慶祝節日和鼓勵，并與世界各地的朋友和家人交流。一天，一個陌生人發來一封短信語音：“誰說你們年紀小，但你們的功夫高！——美國總統奧巴馬”。
“托馬斯·傑佛遜”立方體衛星震撼了全世界。它的主要目标是作為一個資源和教育推廣工具，希望能鼓勵其他教育機構探索太空的奇迹。“傑佛遜”立方體衛星将作為在世界範圍内中國小教育的榜樣。
這顆小小的衛星很快改變了傑佛遜高中。據統計，從2007年至2013年，美國《新聞與世界報道》将傑佛遜高中評為美國最好的公立學校。2014年，美國《新聞周刊》将傑佛遜高中提名為年度“美國頂尖學校”。傑佛遜高中成為全美國高中生心目中的“麥加”。誰都想進入這個校園裡，可惜學校仍然隻招收附近的學生。
平時斯文優雅的埃文格·雷澤校長，也像師生們一樣瘋狂：“這是震撼世界的壯舉，感謝衛星的恩典。”目前，學校正在花費約8900萬美元，進行一次校園的重大改造，雨季在2016年底前完成擴大校園計劃。
智慧到底能走多遠？思想有多遠，智慧就能走多遠。傑佛遜高中創造了曆史，将永垂航天史冊。