长曝光拍摄的人造流星雨轨迹划破夜空。西安电子科技大学供图

■本报见习记者 李媛 通讯员 樊鹏

人们仰望夜空，有时会看到流星，它们承载的惊喜与浪漫可遇不可求。而西安电子科技大学教授谢楷带领的空天电子技术团队将主动权掌握在自己手中，不用等待流星降落，亲手“创造”了流星。

8月12日22时30分，一枚“信使号流星雨”试验火箭伴着低沉的轰鸣腾空而起。经过数十秒的短暂飞行后冲出大气，在沙漠上空迸发出60簇炽烈光团。在数千名游客的见证下，谢楷团队开展的国内首个“人造流星雨”试验取得圆满成功，验证了人工天象的技术路线与实施能力，完成了多学科科学观测任务。

为什么要造人工流星雨

“流星属于一种自然天象，而通过科技手段创造流星则是一种人工天象，我们可以控制流星出现的区域和时间，这对于科学研究和技术应用都有重要意义和价值。”谢楷说。

从科学角度看，人造流星的成功意味着人类拥有了向空间主动注入物质的科学手段。例如，可以向特定区域发射人造流星群，实施电离层的人为扰动与干预；在人造流星燃烧过程中注入特定稀有示踪离子，探寻高层大气科学奥秘；流星产生的电离尾迹具备电磁波反射特性，可应用于应急通信等特殊场景。

“这就像将特殊颜色的墨水滴在水池里，通过观察墨水扩散，了解其中的流动演化形态。”谢楷举例道。

从物理学角度看，自然流星的生成机理是微小天体以极高速度进入大气层，在摩擦作用下燃烧并发光。人造流星的实现需要模仿自然流星两个关键特征，一是达到与自然流星相当的初始速度，目前的技术仅能通过火箭推进方式接近这一速度；二是模拟产生流星的数千摄氏度高温燃烧过程，这需要借助某些特殊的高能、高温化学反应实现。此外，出于科学实验和观测需要，往往需掺入自然流星中不存在的具有特征光谱的金属元素作为示踪剂，以便与自然流星区分。

从“点火”到“发火”

人造流星雨试验远非将燃烧物发射上天那么简单，需要攻克高速投放、气动稳定、热焰防护等一系列技术瓶颈，还要应对安全性与技术实现的双重挑战。尤其在申请发射许可阶段，安全性问题曾一度成为团队难以跨越的障碍。

研究人员介绍，传统方法需借助一类名为“火工品”的引爆装置（类似雷管）引燃特殊化学物质。在我国，火工品被列为一类易爆危险品实施严格管制。试验现场有科研团队及数千名公众参与观测活动，一枚携带60枚此类装置的火箭一旦发射失败，哪怕只有一枚未被引燃并随残骸坠入沙漠，都可能成为严重安全隐患。

此外，多颗流星簇同时发射面临极大困难。传统火工品方案要实现30枚流星簇同时点火，所需电流高达300安培，是火箭电池负荷能力的5倍多。

面对这两大难题，研究团队基于多年等离子体技术积累，提出了一种全新点火激发机制。他们利用特定频率的强电场，与含能材料中的高价氧化学键发生共振，从而直接切断化学键、触发燃烧。该技术既不同于热丝引燃，也区别于电弧点火，其最大创新点在于实现了化学键的“电致共振断裂”，从而显著降低了能耗。

谢楷形象地描述这项突破是将“点火”变为“发火”。这一字之差，体现了原理上的创新——使反应直接从物质内部激发，实现了含能材料的“冷态”发火和真空可靠激发，并将电能消耗降至传统方式的1/50至1/100。

这项技术创新一举突破了两大瓶颈：既大幅降低多点同时点火电流需求，实现了数十枚流星簇的同步发射，又彻底摆脱了对火工品的依赖，从根本上保障了整个系统的安全性，最终助力流星雨试验顺利通过靶场安全评审，成功获得发射许可。

点亮深空的人

作为西安电子科技大学钱学森空间科学实验班首届本博贯通制学生，吴金哲全程参与了流星点火系统的研制工作。在3个月里，他随科研团队共同完成了从概念设计到成功发射的全流程任务。谈及此次科研实践，吴金哲表示，这是他首次参与真实的航天工程任务，真切体会到“系统工程”的复杂与严谨。

在项目中主要负责电路设计的吴金哲，在实际工作中需与气动特性、结构设计、热防护、遥测通信等多个专业组紧密协作。研制过程中涉及高压绝缘技术、化学键分析、燃烧动力学特性等跨学科知识，让他深刻意识到自身知识结构的不足，也激发了进一步学习的渴望。“我深刻体会到老师所说的‘航天是最典型的跨学科融合领域’的含义。”吴金哲说。

西安电子科技大学研发团队师生及“航天筑梦之旅”暑期实践队组成的15人试验队全程参与了发射任务。研发团队主要负责设备保障和流星测控数据的实时判读，暑期实践队则承担了第三批30枚流星簇落点的观测工作。

8月11日至12日，在专业沙漠向导的带领下，实践队员深入沙漠腹地开展实地勘察。基于自行计算的观测点坐标，团队在一片大型沙丘顶部找到了具备360度开阔视野的理想观测点位，并协助搭建起临时观测站。

8月12日晚，搭载60颗人造流星的火箭准时发射升空。耀眼的尾焰与震耳欲聋的轰鸣划破夜空，位于发射区两公里外的队员们都清晰地感受到冲击波。

随着火箭顺利升空，60颗流星分三批次在预定高度依次绽放。守候在沙漠落点区的观测团队成功记录下30枚流星簇同时绽放的壮观画面，获取了人工流星与偶遇的自然流星同框的观测结果，验证了此次人工流星相比自然流星具有明显光谱特征差异的任务目标。

研究团队表示，未来他们将继续在相关领域开展研究，力争成为点亮深空的人。