中國超級衛(wèi)星全球領(lǐng)先奪回國外80%市場
2月29日凌晨，中國在2015年的最后一次航天發(fā)射中，成功用長征三號乙運載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將高分四號遙感衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
此前發(fā)射的高分系列遙感衛(wèi)星以高分辨率備受外界關(guān)注，不過這次發(fā)射的高分四號卻有些與眾不同，創(chuàng)造了多個國際和國內(nèi)的“第一”。
高分四號有些“與眾不同”
據(jù)國防科工局重大專項工程中心主任(高分專項總設(shè)計師兼副總指揮)童旭東介紹，與之前發(fā)射的高分一號、高分二號等低軌遙感衛(wèi)星不同，高分四號運行于距離地面3.6萬公里的地球同步軌道上，它不僅代表了中國目前在高軌遙感衛(wèi)星領(lǐng)域的最高成就，而且國際上也沒有能與之匹敵的同類衛(wèi)星。
童旭東解釋說，目前各國遙感衛(wèi)星大都運行于數(shù)百公里高度的太空低軌道上，由于距離地面近，拍攝圖象的分辨率較高，能達(dá)到米級甚至更精細(xì)。但它們有一個無法克服的缺陷——重訪周期長，即衛(wèi)星在對某地首次拍攝后，需要間隔數(shù)小時甚至數(shù)天，才能再次對同一地點進(jìn)行拍攝。對于需要實時監(jiān)控的某些重大突發(fā)災(zāi)害而言，這就遠(yuǎn)不能滿足需要。而高分四號運行在地球同步軌道上，相對地面保持靜止，就如同懸停在太空中的“千里眼”，這樣它就可以對固定區(qū)域長時間“凝視”，源源不斷地獲取目標(biāo)區(qū)域的動態(tài)變化。 高分四號可以提供中國全境和周邊國家的高時效、高分辨率的觀測數(shù)據(jù)，能以分鐘級甚至秒級間隔進(jìn)行高頻率拍攝，并在較短時間內(nèi)將拍攝圖像下傳到地面處理中心。
當(dāng)然，要實現(xiàn)高軌遙感技術(shù)的新突破，高分四號也得具備眾多絕活兒。盡管它距離地面遠(yuǎn)達(dá)3.6萬公里，但仍能實現(xiàn)可見光50米、中波紅外譜段500米的高分辨率。中國航天科技集團高分四號衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師李果介紹說，這得益于高分四號采用的大口徑面陣凝視相機，它是中國目前口徑最大的面陣成像相機，一次就能拍攝相當(dāng)于河南省大小的國土面積。高軌遙感衛(wèi)星需要克服的另一大難題是高精度指向。李果形容說，哪怕高分四號的相機鏡頭稍微偏轉(zhuǎn)1/3600度，地面誤差也會有數(shù)公里之遠(yuǎn)，因此高分四號衛(wèi)星的姿態(tài)調(diào)整和姿態(tài)控制必須非常精準(zhǔn)。此外，高分四號的在軌設(shè)計壽命長達(dá)8年，也開創(chuàng)了我國遙感衛(wèi)星的設(shè)計壽命新記錄。為此，它在能源、控制、元器件等方面都進(jìn)行了大量系統(tǒng)改進(jìn)。
其他國家為何沒有類似衛(wèi)星
童旭東透露，高分四號投入使用后，可為減災(zāi)、林業(yè)、地震、氣象等行業(yè)提供快速、穩(wěn)定和可靠的光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，并與其他遙感衛(wèi)星配合，在這些領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。例如在森林防火方面，高分四號提供的紅外遙感數(shù)據(jù)可用于發(fā)現(xiàn)初發(fā)的小火，將林火消滅在萌芽狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生重大火災(zāi)需要連續(xù)跟蹤監(jiān)測時，高分四號可為大火的撲救指揮提供近實時的50米分辨率全色圖像。此外，高分衛(wèi)星的數(shù)據(jù)還可用于森林火災(zāi)損失的快速評估，為救災(zāi)和植被恢復(fù)提供依據(jù)。
既然高軌高分辨率遙感衛(wèi)星如此有用，為何其他太空強國遲遲沒有取得相關(guān)突破呢?
童旭東對此解釋說，地球同步軌道遙感技術(shù)是國際航天遙感技術(shù)的一個重要方向，但它的技術(shù)研制難度大，各國的自身需求也不盡相同。俄羅斯、美國和歐洲等國的地理位置都比中國偏北，俄羅斯尤甚，從地球同步軌道拍攝的俄羅斯境內(nèi)圖片會嚴(yán)重變形;美國則擁有全球最多的遙感衛(wèi)星，數(shù)量優(yōu)勢很大程度上能填補單顆衛(wèi)星時間分辨率不高的問題;而歐洲諸國國土面積較小，難以發(fā)揮高軌遙感衛(wèi)星監(jiān)測范圍大的優(yōu)勢。相比之下，中國無論地理位置還是國土面積都比較合適，而且中國是一個自然災(zāi)害頻發(fā)的國家， 因此高分四號這樣的高軌高分辨率遙感衛(wèi)星可以說是專門為中國量身定制的。
高分系列取得了哪些成果
據(jù)介紹，截止2015年11月，高分專項衛(wèi)星累計分發(fā)數(shù)據(jù)403萬景，數(shù)據(jù)量超過我國以往遙感衛(wèi)星歷史數(shù)據(jù)總和。由于高分?jǐn)?shù)據(jù)的應(yīng)用，還使得近年國內(nèi)市場上的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)價格大幅下降，分辨率低于2米的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)已基本退出國內(nèi)市場。
例如國土資源部每年都有對全球490個區(qū)域1900萬平方公里的高分衛(wèi)星觀測需求，以往幾乎全部依靠國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，而高分衛(wèi)星發(fā)射后，替代了將近80%的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)。這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)可用于山水林田湖等自然資源與生態(tài)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、礦產(chǎn)資源開發(fā)現(xiàn)狀調(diào)查與監(jiān)測、突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查等。據(jù)透露，西藏昌都地震、陜西山陽滑坡、新疆公格爾九別峰冰川移動監(jiān)測等突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)為國家和地方政府開展應(yīng)急救援、災(zāi)情調(diào)查、隱患點排查以及安置選址工作都提供了重要的技術(shù)支撐。
同時，高分專項還成為我國在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域進(jìn)行雙邊、多邊國際交流與合作的重要推進(jìn)力，促進(jìn)中俄、中巴(西)、中埃(及)、中印(度)之間的合作，為開展“一帶一路”空間信息走廊建設(shè)、金磚五國星座計劃等也打下了堅實基礎(chǔ)。
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