四弟擁有最高的“太空眼”

到了高分四號，衛(wèi)星“拍照”的分辨率并沒有進(jìn)一步“縮小”，它只能獲取50米分辨率的可見光數(shù)據(jù)，但在高軌道這個位置上，它已是目前世界上“視力最佳”的遙感衛(wèi)星。

高分四號被譽(yù)為當(dāng)今觀測地球最高的“太空眼”。航天科技集團(tuán)五院高分四號衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師李果給了一個直觀的比方：相當(dāng)于能在3.6萬公里的太空“持續(xù)看清”大海里航行的一艘游輪。

事實(shí)上，在高分“四弟”出生之前，即便放眼全世界，針對高軌道的高分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星設(shè)計(jì)，也沒有工程實(shí)施的先例。

李果說，在3.6萬公里的太空，既要讓高分四號看得清，又要保證“畫面不抖”，是科研團(tuán)隊(duì)追求的終極目標(biāo)。在這個過程中他們創(chuàng)造了多個“第一”，比如第一次采用億級像元數(shù)的可見光器件以及百萬級像元的中波紅外器件，第一次采用大面陣凝視成像體制，第一次采用中波紅外與可見光共口徑的光學(xué)設(shè)計(jì)等。

至此，我國遙感衛(wèi)星總體技術(shù)首次登上高軌道的山峰。當(dāng)然，一旦高軌道、低軌道的遙感衛(wèi)星“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”，高分兄弟之間攜手配合，則能夠“既見樹木又見森林”，提供更好的數(shù)據(jù)觀測服務(wù)。

30天內(nèi)五弟六弟先后奔赴太空

今年5月9日，高分家族中唯一一顆陸地環(huán)境高光譜觀測衛(wèi)星即高分五號，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

與此前的高分兄弟不同，這是一顆高光譜觀測衛(wèi)星，可以“捕捉”到大氣污染氣體、氣溶膠等物理要素。按照高分專項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)副總師、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心主任王橋的說法，高分五號有望填補(bǔ)國產(chǎn)衛(wèi)星無法有效探測區(qū)域大氣污染氣體的空白，可動態(tài)反映我國大氣污染狀況。

如今，距離高分“五弟”發(fā)射還不到一個月的時間，高分“六弟”又奔向太空。盡管是高分家族的“老小”，高分六號卻不小。

一般而言，能辨別地面目標(biāo)最小尺寸的空間分辨率和重復(fù)觀察同一地面物體所需要時間的時間分辨率，是一對“冤家”，需要犧牲一方來保證另一方，但高分六號卻實(shí)現(xiàn)了這兩點(diǎn)的優(yōu)化組合，同時具有高分辨率和寬覆蓋的能力。

白照廣說，從某種意義上說，高分六號和高分一號最像“親兄弟”，兩者無論體量和型制都變化不大，不同的是，高分六號有5個“更高”：高性能、高精度、高效能、高可靠、高國產(chǎn)化。

以高國產(chǎn)化為例，相比高分一號老大哥，高分“六弟”的整星單機(jī)國產(chǎn)化率達(dá)到94.5%，而前者只有87.3%。高分一號的壽命5年，而高分六號的設(shè)計(jì)壽命則達(dá)到8年，是我國目前在軌設(shè)計(jì)壽命最長的遙感衛(wèi)星。

值得一提的是，高分六號專門為農(nóng)業(yè)應(yīng)用需求設(shè)置了兩個紅邊波段，這種特殊的“視網(wǎng)膜”，可以監(jiān)測葉綠素含量等作物養(yǎng)分含量。

白照廣舉例，想在太空中“盯著”小麥，先要把小麥從大豆、玉米等眾多作物中“分辨”出來，“高分六號具備紅邊譜段的多光譜遙感技術(shù)，可以一眼辨出究竟誰是誰——這是之前其他衛(wèi)星做不到的”。

高分六號成了真正意義上的“中國農(nóng)業(yè)一號衛(wèi)星”。

6月5日，密云站接收的高分六號衛(wèi)星8米多光譜高分辨率相機(jī)首軌數(shù)據(jù)快視影像  圖源：中新網(wǎng)

高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)自給率達(dá)80%

童旭東說，在專項(xiàng)實(shí)施前，我國天地一體化高分辨率對地觀測體系尚未建立，長期缺乏自主高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)，管理分散、系統(tǒng)脫節(jié)、數(shù)據(jù)政策缺失、應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)差距較大、數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品大量欠缺。他給了兩組數(shù)據(jù)作對比——

那時，國內(nèi)優(yōu)于2米的自主高分辨率數(shù)據(jù)占比低于20%，且只在國土、測繪、環(huán)保、減災(zāi)等少部分行業(yè)開展試驗(yàn)應(yīng)用，海量遙感數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用能力不足。而各區(qū)域高分辨率數(shù)據(jù)的應(yīng)用“基本空白”。

與之相應(yīng)的是：高分專項(xiàng)啟動實(shí)施8年來，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已替代進(jìn)口，自給率達(dá)80%。

童旭東透露，近幾年，由于高分一號、二號、三號、四號數(shù)據(jù)的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理服務(wù)日臻完善，國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)市場日漸萎縮，數(shù)據(jù)價格也持續(xù)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。

截至目前，我國累計(jì)分發(fā)高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)約1500萬景。其中，16米數(shù)據(jù)已全部替代進(jìn)口，2米/8米數(shù)據(jù)自給率80%以上，1米/4米數(shù)據(jù)部分替代進(jìn)口，自主雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)供不應(yīng)求——高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已全面進(jìn)入主要應(yīng)用領(lǐng)域。

按照童旭東的說法，高分專項(xiàng)是建立我國戰(zhàn)略性空間基礎(chǔ)設(shè)施的重大工程，對確保我國空間信息資源的自主權(quán)有重要意義。在一些國際合作中，高分家族的這些“天眼”神探，在很大程度上讓中國航天的“腰桿更硬”。

記者：邱晨輝