剛剛升空的這顆衛(wèi)星,可以一眼看遍北京城

2019-09-27 09:33:00
木子
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9月12日11點(diǎn)26分,我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)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(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射(鄭逃逃 攝

這顆由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院研制的衛(wèi)星,還有個(gè)很寫(xiě)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(tīng)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(jiàn)近紅外相機(jī)和166譜段高光譜相機(jī),將在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)8個(gè)多光譜同時(shí)對(duì)地觀測(cè)。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(duì)觀測(cè)目標(biāo)層層剖析,看到神奇的光影世界,以此服務(wù)于國(guó)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(guó)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(guò)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(yáng)同步軌道,其攜帶可見(jiàn)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(jiàn)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(chē)輛、山地水系、地貌形態(tài)等均清晰可見(jiàn)。

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(shuō),這臺(tái)可見(jiàn)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(cè)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(cè)器拼接、電路板安裝、探測(cè)器散熱等功能,焦平面設(shè)計(jì)難度極大。經(jīng)過(guò)對(duì)多種方案分析對(duì)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(cè)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(shuí)持彩練當(dāng)空舞。”毛澤東在一首《菩薩蠻·大柏地》中,描繪了大柏地雨后的景色。


不過(guò),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(lái)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(lèi)觀測(cè)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(lèi)礦物質(zhì)反射的光信息,通過(guò)反演計(jì)算,能夠推算出礦產(chǎn)的含量和覆蓋范圍??梢哉f(shuō),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(guó)航天科技集團(tuán)五院供圖

持續(xù)觀測(cè)、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(lái)說(shuō),遙感數(shù)據(jù)不僅能交代種植面積、畝產(chǎn)信息,通過(guò)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(lèi)和不斷生長(zhǎng)階段,實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)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(duì)填海造陸、退耕還林等變化較快的目標(biāo),具備持續(xù)觀測(cè)能力。同時(shí)衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定對(duì)地定向控制模式,具備偏航定標(biāo)能力,即使觀測(cè)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(guó)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(lái)它將與后續(xù)系列衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行,為國(guó)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。





                                                                                                                       (來(lái)源:科技日?qǐng)?bào))