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走出实验室，已是夜深人静，不经意间抬头，诺大的天空繁星点缀，一颗明亮却又不断移动的“星星”，引起了吴树范教授的注意，“那就是人造卫星。”
人造卫星具有强大的全方位观测能力，完成了通信、侦查、导航等多项任务，其优势是其他手段无法比拟的，但人造卫星的成本十分高昂，“立方星的出现，给了人造卫星更大的发展空间。”说出这句话的是吴树范教授，他是中国首批按照国际标准研制并发射入轨的立方体试验卫星的总设计师。
行走在微纳星空下的探路者
2015年9月25日，我国首批立方体纳卫星——“上科大二号”立方体试验卫星（STU-2）搭载“长征十一号”火箭发射入轨。身为总设计师的吴树范教授，终于放下了一直悬着的心，为了这3颗重量分别只有2.9千克、2.2千克、1.7千克的立方星，吴树范教授带领团队日夜攻关，从提出概念到发射成功，仅用了一年的时间。
与大卫星动辄十数年的研发周期相比，一年三星，的确堪称科技界的奇迹。但立方星就像自然界的蜂鸟一样，体积虽小，飞行本领却高超，一颗小小的立方星同样蕴含着巨大的能量，可广泛用于通信广播、对地观测、科技试验等各个领域，因此，早在欧洲航天局工作时，吴树范教授就敏锐地意识到：立方星代表着一个新的纪元，商业航天也将借此进入黄金发展阶段。
2002年，是吴树范与立方星牵手的特殊年份，那一年，他还在欧洲航天局工作，在一次航天导航与制导控制年会上，美国斯坦福大学教授Bob Twiggs介绍了立方星的概念及其发展前景。结合自己所学的知识，结合人造卫星发展需求，吴树范大胆预测：立方星将引发新一轮民用及商用卫星的井喷。
时间是最好的见证者，果然，在之后的十年间，微纳卫星蓬勃发展，欧洲航天局也逐渐从大卫星的优越感中清醒，将微小卫星、纳卫星、立方星等同样列入未来发展规划，吴树范积极的参与其中。
2011年12月，欧盟启动了QB50工程计划。即，邀请全球50所大学加盟，每个大学贡献一颗立方星平台，由欧盟提供载荷和统一发射服务。吴树范在得知该计划后，第一反应就是希望中国加入其中，“这是中国与世界交流的机会。”在内心深处，他一直希望中国能够跟上高科技前沿。
为此，吴树范积极奔走，主动向欧盟询问中国是否可以参与其中，得到许可后，他又开始与浙江大学、北京大学、上海交通大学、南京航空航天大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等一批国内高校联络，最终10所高校递交意向函，7所高校通过审核。“立方星概念就是那时候被引入国内的。”
吴树范教授对立方星进行了深入研究，这些工作为他在上海微小卫星工程中心任职后，推广立方星应用，提供了技术和知识储备。
“一颗立方星，从提出概念到发射入轨，再到传回数据，需要1年左右的时间，值得一提的是，过去做一颗卫星的成本，可以做100多颗立方星。”从吴树范教授的介绍中，可以清楚的“看到”立方星的时间成本和投入成本，这也是运用立方星推动商业航天发展的关键所在。
2014年3月7日，北京师范大学教授程晓到上海微小卫星工程中心作了一场关于极地救援和北极航道的报告。他在报告中，阐述了自己对卫星的期待，即，有一颗专注观测浮冰的卫星，不仅可以确定南极航道上冰层的薄厚，帮助“雪龙号”顺利进出南极，还有助于开通北极航道。与程晓交流之后，吴树范确定了他想要实现的一个应用方向。
在吴树范的推动下，上海微小卫星工程中心决定自筹资金开展立方星研究。如何才能尽快与国际接轨？“国外已经有成熟的技术，我们借助这个肩膀，先借梯子上山，结合本土创新，才能站得更高，走的更远。”在吴树范看来，中国的立方星发展，起步较晚，不能一味的从零基础做起，如果一步步开山凿路，会被他国远远的甩在身后。
这次，吴树范将目光放在了瑞典一家公司，这家公司早在十几年前就研究了基于微机电系统的微推技术，但苦于没有发射机会，这项技术始终得不到验证。但这项技术却是立方星“上天”的关键载荷技术之一。与之情况类似的，还有ADS-B接收机，可以用在立方星上监测民航机的飞行信息，并传回到地面。这些技术最大的特点就是先进、但暂时无法应用。吴树范瞄准这两点开始与这些技术所有者谈判，向他们采购一些单机，对于关键前沿技术则开展合作，一方免费提供，另一方助其在轨验证，实现了共赢，合作就这样开始了。
这只是立方星研究工作的一部分，接下来的时间，吴树范带着新技术室的队员们发起攻关，消化吃透关键技术、写软件、搭架构、做验证……在他的带领下，团队全身心投入，认真而周密的开展工作。
从2014年到2015年，这支年轻的工程师团队集成了当前立方星领域的国际前沿技术与应用载荷，研制发射了3颗立方体试验卫星。
其中，A星主要载荷是微小型光学相机，用于观测南北极结冰情况；B星装有用于船舶信息采集的星载船舶自动识别系统（AIS）接收机，可以扩展航船的信息监测覆盖面，并通过多星座有望实现全球实时监测；C星安装了用于民用飞机信息采集的星载广播式自动相关监视系统（ADS-B）接收机，监测民航机的飞行信息。以C星为例，过顶上海站时指令展开接收天线后仅绕地球一轨（约94分钟），就已经采集到405架飞机发出的5.1万多条播报信息，经过一段时间的信息积累，就可以勾勒出民航飞机的全球航行动态图，对民航管理、航线规划、应急处置以及流量分析与优化等，都有实际的应用价值。有了B星，过去大洋中的信号盲区将“复明”，船舶不会轻易失联。而A星分辨率可以达到100米，此前国外开放数据的分辨率分别为250米和50米，A星恰好填补了中间层的空缺。同样A星将有助于开通北极航道，商船未来通过北极航道去欧洲会比经由马六甲海峡节省1/3，甚至一半的航行成本。
以工程培养人才的解惑者
科研型人才一定要瞄准国际前沿领域，将理论与实践相结合，将科研工作与祖国的发展需求相结合。这是吴树范培养人才的理念和原则。2017年7月，吴树范到上海交通大学航空航天学院任职后，由他领衔迅速组建起了30余人的上海交通大学“智能卫星技术中心”团队，这只团队以国家特聘专家、国家杰青、长江学者、上海市“海外高层次人才”、“博新计划”等杰出人才为导师队伍以及平均年龄仅24岁的学生们组成，是一支具有国际化视野、研究理论前沿、工程经验丰富的团队。
在他的带领下，团队成员积极投身于国防航天科研项目，累计参与重点项目超过30项，发表高水平论文百余篇。此外，团队成员在深空探测、引力波探测、多航天器空间智能管控等方向紧跟国际空间科学前沿领域，为前沿科学理论研究提供坚实的工程实践支撑。
团队研发的上海交通大学首颗学生卫星“SJTU思源一号”于2021年10月14日18点51分搭乘长征二号丁型火箭成功发射入轨。“SJTU思源一号”卫星，不但突破了微纳卫星能源等限制，同步提升了微纳卫星在轨机动能力、在轨自主决策和在轨故障诊断能力，有效拓展了微纳卫星在轨应用场景。
“这是一场孕育着未来航天发展的重大变革。”而这正是吴树范对以立方星为代表的微纳卫星未来发展轨道的研判，由此可预见，微纳卫星必将在全球民用商用航天技术领域，占据重要的一席之地。为了这个目标，吴树范教授将继续在立方星和微纳卫星的技术与应用领域拼搏奋斗，深耕探索。（上海交通大学航空航天学院供稿）
