據(jù)“科技日報(bào)”公眾號(hào)（kjrbwx）消息，9月12日11點(diǎn)26分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號(hào)丙運(yùn)載火箭將資源一號(hào)02D衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。

長征四號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射  鄭逃逃攝

這顆由中國航天科技集團(tuán)五院研制的衛(wèi)星，還有個(gè)很寫實(shí)的名字——5米光學(xué)衛(wèi)星。分辨率優(yōu)于5米、光學(xué)遙感，這些特點(diǎn)都包括在里面。

這顆聽上去很普通的衛(wèi)星，有著非凡本領(lǐng)。它配置了9譜段可見近紅外相機(jī)和166譜段高光譜相機(jī)，將在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)8個(gè)多光譜同時(shí)對地觀測。憑借特殊的“天眼”，它不僅能將宏觀景象、微觀細(xì)節(jié)盡收眼底，還能對觀測目標(biāo)層層剖析，看到神奇的光影世界，以此服務(wù)于國計(jì)民生。

一眼看遍北京城

農(nóng)用地、商業(yè)用地、建設(shè)用地、旅游用地、居民住宅地，國土資源有著自己獨(dú)特的“戶口”。相較于傳統(tǒng)的管理方法，通過衛(wèi)星進(jìn)行宏觀把控具有直觀、高效、時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)。

5米光學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目經(jīng)理李一凡介紹，該衛(wèi)星將工作在778公里高度的太陽同步軌道，其攜帶可見近紅外相機(jī)幅寬達(dá)115公里，可以實(shí)現(xiàn)大中型城市一次性全覆蓋。

可見近紅外相機(jī)是5米光學(xué)衛(wèi)星的主載荷，由五院508所研制。據(jù)該所載荷副總設(shè)計(jì)師王軍介紹，這臺(tái)相機(jī)幅寬大，一眼就能看遍北京主城區(qū)；譜段多，融合后圖像色彩更加鮮艷。同時(shí)其全色圖像可分辨地面2.5米的景物，街道、建筑、車輛、山地水系、地貌形態(tài)等均清晰可見。

焦平面是相機(jī)光機(jī)主體的重要部分。508所相機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)人于生全說，這臺(tái)可見近紅外相機(jī)譜段數(shù)多達(dá)9個(gè)，為實(shí)現(xiàn)大幅寬，又需要多片探測器拼接，在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)通道分光、多譜帶成像、探測器拼接、電路板安裝、探測器散熱等功能，焦平面設(shè)計(jì)難度極大。經(jīng)過對多種方案分析對比，研制團(tuán)隊(duì)采用了雙通道多譜段高集成焦平面技術(shù)，兩個(gè)通道分別用五色和四色探測器成像。這使得該相機(jī)可以獲取以往2臺(tái)相機(jī)才能獲取的景物信息。

探索色彩的奧秘

“紅橙黃綠青藍(lán)紫，誰持彩練當(dāng)空舞?！泵珴蓶|在一首《菩薩蠻·大柏地》中，描繪了大柏地雨后的景色。

不過，傳統(tǒng)的顏色概念已被近代科學(xué)所顛覆——物體的顏色并不是自身的屬性，而是吸收和反射光的結(jié)果。例如，紅色的物體是吸收了白光中其他的顏色光，反射形成了我們眼中的紅色。不同物體的反射光不同，同一物體不同狀態(tài)的反射光也不同。因此，物體反射出的不同顏色光，其實(shí)蘊(yùn)藏著豐富的信息，等待著人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

5米光學(xué)衛(wèi)星正是帶著這一使命來到太空。它會(huì)將這些信息拍攝成各式各樣的照片，作為指導(dǎo)人類觀測地球、宏觀決策、微觀調(diào)控的指南。

明礬石、高嶺石、白云母、玉髓……地底的礦產(chǎn)成分錯(cuò)綜復(fù)雜。而5米光學(xué)衛(wèi)星攜帶的166譜段高光譜相機(jī)，可以將它們層層分解。該相機(jī)一次成像將產(chǎn)生166張攜帶不同顏色信息的照片，準(zhǔn)確捕捉各類礦物質(zhì)反射的光信息，通過反演計(jì)算，能夠推算出礦產(chǎn)的含量和覆蓋范圍。可以說，這些照片合成之后妥妥就是一張“藏寶圖”。

要實(shí)現(xiàn)一次166張照片連拍，需要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸能力作保障。衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師韓波介紹，星上提供每秒900兆的數(shù)據(jù)傳輸，以及2T的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，同時(shí)采用第三代高速數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品和雙點(diǎn)波束天線提升數(shù)據(jù)下行能力，助力衛(wèi)星在軌高效穩(wěn)定運(yùn)行。

研制團(tuán)隊(duì)與衛(wèi)星合影  中國航天科技集團(tuán)五院供圖

持續(xù)觀測、指哪拍哪

除了宏觀的廣角攝影，5米光學(xué)衛(wèi)星也可以將鏡頭聚焦微觀事物。

以農(nóng)作物種植來說，遙感數(shù)據(jù)不僅能交代種植面積、畝產(chǎn)信息，通過多光譜及高光譜圖像的精細(xì)區(qū)分，甚至能區(qū)別該農(nóng)作物的不同種類和不斷生長階段，實(shí)現(xiàn)生長的全流程監(jiān)控。

5米光學(xué)衛(wèi)星還擁有多項(xiàng)本領(lǐng)。李一凡表示，該衛(wèi)星的重訪周期最快可在3天以內(nèi)，針對填海造陸、退耕還林等變化較快的目標(biāo)，具備持續(xù)觀測能力。同時(shí)衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定對地定向控制模式，具備偏航定標(biāo)能力，即使觀測目標(biāo)不在下方，也能迅速調(diào)整姿態(tài)，指哪拍哪。

記者了解到，5米光學(xué)衛(wèi)星的發(fā)射入軌，標(biāo)志著我國中分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星正式進(jìn)入業(yè)務(wù)化運(yùn)行階段。未來它將與后續(xù)系列衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，為國家自然資源資產(chǎn)管理和生態(tài)監(jiān)理工作提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保障，同時(shí)兼顧防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境保護(hù)、城鄉(xiāng)建設(shè)、交通運(yùn)輸、應(yīng)急管理等相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用需求。

其實(shí)，

今天發(fā)射的長征四號(hào)丙運(yùn)載火箭上，

還搭乘了其他“乘客”

我國首顆專用于極地氣候與環(huán)境監(jiān)測的

遙感小衛(wèi)星—“冰路衛(wèi)星”。

我國首顆專用于極地氣候與環(huán)境監(jiān)測的遙感小衛(wèi)星成功發(fā)射

9月12日11點(diǎn)26分，我國首顆專用于極地氣候與環(huán)境監(jiān)測的遙感小衛(wèi)星—“冰路衛(wèi)星”（又名BNU-1，即京師一號(hào)）在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射入軌?！氨贰钡挠⑽臑镮ce Pathfinder，即“冰之探路者”，寓意極地冰雪研究探路者，或者“冰上絲綢之路”的探路先行者。

近年來，氣候變暖導(dǎo)致南北兩極以及青藏高原地區(qū)發(fā)生著劇烈的變化，引發(fā)全球廣泛關(guān)注。我國科學(xué)家于2017年提出“極地天基遙感觀測系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)，其中包括由24顆小衛(wèi)星群組成的小衛(wèi)星星座?！敖⑿⌒l(wèi)星星座的目標(biāo)是對極區(qū)實(shí)現(xiàn)更加高頻次的遙感觀測，幫助全球的極地科學(xué)家進(jìn)一步理解極地的變化趨勢，提升對極地未來變化的預(yù)測能力?！毙l(wèi)星首席科學(xué)家程曉教授說。

此次發(fā)射的冰路衛(wèi)星即為小衛(wèi)星星座的首顆實(shí)驗(yàn)星，入軌后衛(wèi)星寬幅相機(jī)對地成像幅寬744公里，分辨率約74米?！?00米級(jí)分辨率相機(jī)的設(shè)計(jì)是我國首創(chuàng)，目前國際主流的極地遙感數(shù)據(jù)以30米和250米分辨率為主，前者分辨率較高但重訪周期需半個(gè)月，后者可每天覆蓋極地一次但分辨率過低，此次將分辨率定在74米，能夠兼顧重訪和精細(xì)度，將為國際科學(xué)家提供一種新的研究數(shù)據(jù)源。”衛(wèi)星科學(xué)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人、北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院劉巖副教授指出。

冰路衛(wèi)星以極地觀測為主要任務(wù)，其數(shù)據(jù)不僅是極地科學(xué)家的福音，同時(shí)對于其他從事全球變化研究的科學(xué)家也非常有用?！?00公里幅寬的中高分辨率覆蓋能夠一次性覆蓋整個(gè)京津冀及毗鄰地區(qū)，連續(xù)推掃還可以把東北三省、京津冀和華東地區(qū)一次性成像，對于研究理解云和氣溶膠的變化規(guī)律非常有意義”，氣溶膠研究專家、北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院吳其重副院長在發(fā)射現(xiàn)場表示。

此外，該星還攜帶有窄市場高分辨率遙感相機(jī)和船舶AIS接收機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)船舶定位和遙感的同步觀測，可在北極航道開發(fā)、應(yīng)急事件監(jiān)測等特定應(yīng)用中發(fā)揮作用。

據(jù)悉，衛(wèi)星在軌測試完成后將交由南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（珠海）負(fù)責(zé)運(yùn)營，該實(shí)驗(yàn)室正在建設(shè)“三極環(huán)境與氣候大數(shù)據(jù)中心”，為全球科學(xué)家提供三極地區(qū)的環(huán)境與氣候數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。