揭秘「吉林一號」組星 發揮載荷最大能力

2015年10月20日02:01    來源：科技日報   

　　不久前發射升空的「吉林一號」組星，在航天界引發巨大震動。

　　「這是一次具有里程碑意義的跨越！」吉林日報撰文指出，「吉林一號」衛星發射成功，標誌著我國航天遙感應用領域商業化、產業化發展邁出重要一步。

　　這組由中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（以下簡稱長春光機所）所屬長光衛星公司研製的衛星，創造性地採用「星載一體化」設計，主星地面像元解析度達到0.72米。衛星入軌並工作后，更在國內率先開展了商業化運營，通過在線和離線方式向國內外用戶提供衛星遙感數據和各級產品。後續還將研製發射一系列高解析度遙感衛星，為用戶提供全球範圍內高解析度遙感信息產品。

　　近日，記者走訪該衛星研製、運營單位，以揭開這項浩大航天科技工程的神秘面紗。

　　星載一體化設計

　　——發揮載荷最大能力

　　多年來，長春光機所研製的光學設備廣泛用於我國航天工程。

　　「載人航天工程中，神舟五號、六號都搭載了我們研製的相機，天宮一號和神舟八號對接時使用的瞄準儀器也是我們做的。」該所原所長宣明介紹說，光機所研製的光學設備還搭載於多顆衛星，代表著國內光學儀器的最高水平。

　　「衛星只是個平台，真正發揮作用的是載荷，應該是衛星為載荷服務。」他說，「但傳統衛星研製中，衛星平台的許多狀態是固定的，需由載荷在尺寸、重量等指標上迎合衛星的要求。我覺得有些本末倒置。」

　　2005年，長春光機所根據國內外衛星技術發展趨勢，自籌經費開展了以載荷為核心的衛星技術研究。一年後，該所成立星載一體化技術研究室，踏上了「星即是載，載亦是星」的衛星研製路線。

　　「星載一體化的核心內容，是以載荷為中心進行整星設計。」吉林一號衛星副總設計師金光介紹，其最大的特點是讓衛星平台充分為載荷服務，使載荷的能力發揮到最大，也能讓衛星的可靠性大大提高、成本進一步降低。

　　金光說，星載一體化設計涵蓋幾個方面。通過結構一體化設計，可使整星重量減輕、布局更緊湊、外形更靈巧；熱控一體化設計把星上的熱控資源進行統一調度、協調溝通，讓功耗大幅下降，熱控效率進一步提高；控制一體化設計能將衛星控制和有效載荷控制有效集成，減少控制單元數量，提高控制效率；測試一體化將測試周期縮短了將近一半。

　　金光說，「星載一體化設計理念，也為後續衛星的設計研製奠定了基礎」。

　　138顆衛星組網

　　——提供全球最豐富的航天信息

　　此次升空的吉林一號組星共有4顆衛星，包括一顆推掃星為主星、兩顆靈巧成像視頻星和一顆靈巧成像驗證星。

　　金光介紹，吉林一號主星是我國首顆自主研發的高解析度對地觀測光學成像衛星，具備常規推掃、大角度側擺、同軌立體、多條帶拼接等多種成像模式。該星解析度為全色0.72米、多光譜2.88米，可為各個領域提供遙感數據支持；同時衛星姿態控制按照載荷要求進行了良好的匹配，最大測擺角接近正負50度，多項指標優於國內同類衛星。「衛星發射后僅用12小時便傳回了首幅圖像。」他說。

　　他介紹，兩顆靈巧成像視頻星重100千克，地面像元解析度為1.12米，主要開展高解析度視頻成像技術在軌驗證，為日後技術定型奠定基礎，以後將提供熱點地區動態影像拍攝服務；靈巧成像驗證星重55千克，將開展多模式成像技術驗證。

　　除了單星技術指標優異，「吉林一號」最大的優勢在於多星組網運行。宣明說，根據已制定的發射規劃，繼今年發射4顆衛星后，2016年將發射12顆衛星，完成16顆衛星首次組網，實現對全球任意地點3至4小時內數據更新；到2020年，在軌衛星數量達到60顆，對同一地點的重訪周期達到半小時左右一次；2030年實現138顆衛星在軌運行，形成全天時、全天候、全譜段數據獲取和全球任意點10分鐘以內重訪能力，可提供全球最高的時間解析度和空間解析度的航天信息產品。

　　商業化前景

　　——「我的客戶比馬雲還多」

　　2014年，長春光機所成立長光衛星技術有限公司，負責吉林一號衛星的商業化運營。宣明擔任公司的董事長兼總經理。

　　有人問，發射138顆衛星，你的客戶是誰？宣明回答：「我的客戶比馬雲還多——全世界70億人。」

　　兼具高時間解析度和高空間解析度的「吉林一號」，可提供全覆蓋、高精度、實時的衛星遙感信息，廣泛應用於國土資源監測、土地測繪、礦產資源開發、智慧城市建設、交通設施建設、農業估產、林業資源普查、生態環境監測、防災減災和公共應急衛生等多個領域。宣明認為，在「網際網路+」理念下，他要做的是搭建平台。

　　2009年由吉林省政府、長春市政府、高新開發區管委會和長春光機所共建吉林省光電子產業孵化器有限公司，該公司總經理李文傑介紹，依託中科院、長春光機所豐富的技術和設備資源，孵化器除了為孵化企業提供優惠政策和資金支持，還提供了試驗測試、科技支撐與服務、信息交流、專業培訓、人才交流五大公共技術服務平台。

　　目前，長春光機所已與國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心等三家單位簽訂協議，擴大對吉林一號衛星數據產品的應用。長光衛星公司已與澳大利亞簽訂戰略協議，在衛星製造、發射、地面站建設、信息分發和推廣應用等方面建立一體化合作；與吉林恆通電力設計股份有限公司開展技術合作，在輸電線路規劃選線、輔助變電站站址優化等領域進行高精度的應用試點。（科技日報長春10月19日電）