剛剛升空的這顆衛星,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26分,我國在太原衛星發射中心用長征四號丙運載火箭將資源一號02D衛星送入預定軌道。

長征四號丙運載火箭發射(鄭逃逃 攝

這顆由中國航天科技集團五院研制的衛星,還有個很寫實的名字——5米光學衛星。分辨率優于5米、光學遙感,這些特點都包括在里面。這顆聽上去很普通的衛星,有著非凡本領。它配置了9譜段可見近紅外相機和166譜段高光譜相機,將在國內首次實現8個多光譜同時對地觀測。憑借特殊的“天眼”,它不僅能將宏觀景象、微觀細節盡收眼底,還能對觀測目標層層剖析,看到神奇的光影世界,以此服務于國計民生。

一眼看遍北京城

農用地、商業用地、建設用地、旅游用地、居民住宅地,國土資源有著自己獨特的“戶口”。相較于傳統的管理方法,通過衛星進行宏觀把控具有直觀、高效、時效性強等特點。

5米光學衛星項目經理李一凡介紹,該衛星將工作在778公里高度的太陽同步軌道,其攜帶可見近紅外相機幅寬達115公里,可以實現大中型城市一次性全覆蓋。

可見近紅外相機是5米光學衛星的主載荷,由五院508所研制。據該所載荷副總設計師王軍介紹,這臺相機幅寬大,一眼就能看遍北京主城區;譜段多,融合后圖像色彩更加鮮艷。同時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、地貌形態等均清晰可見。

焦平面是相機光機主體的重要部分。508所相機技術負責人于生全說,這臺可見近紅外相機譜段數多達9個,為實現大幅寬,又需要多片探測器拼接,在有限的空間內實現通道分光、多譜帶成像、探測器拼接、電路板安裝、探測器散熱等功能,焦平面設計難度極大。經過對多種方案分析對比,研制團隊采用了雙通道多譜段高集成焦平面技術,兩個通道分別用五色和四色探測器成像。這使得該相機可以獲取以往2臺相機才能獲取的景物信息。

探索色彩的奧秘

“紅橙黃綠青藍紫,誰持彩練當空舞。”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,傳統的顏色概念已被近代科學所顛覆——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,同一物體不同狀態的反射光也不同。因此,物體反射出的不同顏色光,其實蘊藏著豐富的信息,等待著人們去發現。

5米光學衛星正是帶著這一使命來到太空。它會將這些信息拍攝成各式各樣的照片,作為指導人類觀測地球、宏觀決策、微觀調控的指南。

明礬石、高嶺石、白云母、玉髓……地底的礦產成分錯綜復雜。而5米光學衛星攜帶的166譜段高光譜相機,可以將它們層層分解。該相機一次成像將產生166張攜帶不同顏色信息的照片,準確捕捉各類礦物質反射的光信息,通過反演計算,能夠推算出礦產的含量和覆蓋范圍。可以說,這些照片合成之后妥妥就是一張“藏寶圖”。

要實現一次166張照片連拍,需要數據存儲和傳輸能力作保障。衛星副總設計師韓波介紹,星上提供每秒900兆的數據傳輸,以及2T的數據存儲能力,同時采用第三代高速數據傳輸產品和雙點波束天線提升數據下行能力,助力衛星在軌高效穩定運行。

研制團隊與衛星合影(中國航天科技集團五院供圖

持續觀測、指哪拍哪

除了宏觀的廣角攝影,5米光學衛星也可以將鏡頭聚焦微觀事物。

以農作物種植來說,遙感數據不僅能交代種植面積、畝產信息,通過多光譜及高光譜圖像的精細區分,甚至能區別該農作物的不同種類和不斷生長階段,實現生長的全流程監控。

5米光學衛星還擁有多項本領。李一凡表示,該衛星的重訪周期最快可在3天以內,針對填海造陸、退耕還林等變化較快的目標,具備持續觀測能力。同時衛星采用三軸穩定對地定向控制模式,具備偏航定標能力,即使觀測目標不在下方,也能迅速調整姿態,指哪拍哪。

記者了解到,5米光學衛星的發射入軌,標志著我國中分辨率光學遙感衛星正式進入業務化運行階段。未來它將與后續系列衛星組網運行,為國家自然資源資產管理和生態監理工作提供穩定的數據保障,同時兼顧防災減災、環境保護、城鄉建設、交通運輸、應急管理等相關領域應用需求。





                                                                                                                       (來源:科技日報)


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