剛剛升空的這顆衛星,可以一眼看遍北京城(組圖)

京港台:2019-9-12 20:21| 來源:科技日報 | 評論( 9 )  | 我來說幾句

剛剛升空的這顆衛星,可以一眼看遍北京城(組圖)

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  據「科技日報」公眾號消息,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。

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  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製的衛星,還有個很寫實的名字——5米光學衛星。解析度優於5米、光學遙感,這些特點都包括在裡面。

  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。憑藉特殊的「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,以此服務於國計民生。

  一眼看遍北京城

  農用地、商業用地、建設用地、旅遊用地、居民住宅地,國土資源有著自己獨特的「戶口」。相較於傳統的管理方法,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所研製。據該所載荷副總設計師王軍介紹,這台相機幅寬大,一眼就能看遍北京主城區;譜段多,融合後圖像色彩更加鮮艷。同時其全色圖像可分辨地面2.5米的景物,街道、建築、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所相機技術負責人於生全說,這台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,研製團隊採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台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,描繪了大柏地雨後的景色。

  不過,傳統的顏色概念已被近代科學所顛覆——物體的顏色並不是自身的屬性,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、白雲母、玉髓……地底的礦產成分錯綜複雜。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範圍。可以說,這些照片合成之後妥妥就是一張「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,同時採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。

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  研製團隊與衛星合影  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。同時衛星採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,標誌著我國中解析度光學遙感衛星正式進入業務化運行階段。未來它將與後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。

  其實,

  今天發射的長征四號丙運載火箭上,

  還搭乘了其他「乘客」

  我國首顆專用於極地氣候與環境監測的

  遙感小衛星—「冰路衛星」。

  我國首顆專用於極地氣候與環境監測的遙感小衛星成功發射

  9月12日11點26分,我國首顆專用於極地氣候與環境監測的遙感小衛星—「冰路衛星」(又名BNU-1,即京師一號)在太原衛星發射中心成功發射入軌。「冰路」的英文為Ice 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,氣候變暖導致南北兩極以及青藏高原地區發生著劇烈的變化,引發全球廣泛關注。我國科學家於2017年提出「極地天基遙感觀測系統」的設計,其中包括由24顆小衛星群組成的小衛星星座。「建立小衛星星座的目標是對極區實現更加高頻次的遙感觀測,幫助全球的極地科學家進一步理解極地的變化趨勢,提升對極地未來變化的預測能力。」衛星首席科學家程曉教授說。

  此次發射的冰路衛星即為小衛星星座的首顆實驗星,入軌後衛星寬幅相機對地成像幅寬744公里,解析度約74米。「100米級解析度相機的設計是我國首創,目前國際主流的極地遙感數據以30米和250米解析度為主,前者解析度較高但重訪周期需半個月,後者可每天覆蓋極地一次但解析度過低,此次將解析度定在74米,能夠兼顧重訪和精細度,將為國際科學家提供一種新的研究數據源。」衛星科學設計負責人、北京師範大學全球變化與地球系統科學研究院劉岩副教授指出。

  冰路衛星以極地觀測為主要任務,其數據不僅是極地科學家的福音,同時對於其他從事全球變化研究的科學家也非常有用。「700公里幅寬的中高解析度覆蓋能夠一次性覆蓋整個京津冀及毗鄰地區,連續推掃還可以把東北三省、京津冀和華東地區一次性成像,對於研究理解雲和氣溶膠的變化規律非常有意義」,氣溶膠研究專家、北京師範大學全球變化與地球系統科學研究院吳其重副院長在發射現場表示。

  此外,該星還攜帶有窄市場高解析度遙感相機和船舶AIS接收機,能夠實現船舶定位和遙感的同步觀測,可在北極航道開發、應急事件監測等特定應用中發揮作用。

  據悉,衛星在軌測試完成後將交由南方海洋科學與工程廣東省實驗室(珠海)負責運營,該實驗室正在建設「三極環境與氣候大數據中心」,為全球科學家提供三極地區的環境與氣候數據及大數據分析平台。

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