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祝贺!中国五羊星座首发星成功入轨,瞄准低纬地区,0.5米分辨率

10月21日,五羊星座先导A星搭乘谷神星一号海射型运载火箭,从山东日照附近海域升空。这颗卫星还有两个名字,广大一号、西光肆号01星。卫星顺利入轨,发射任务取得圆满成功。

从珠江口密集的城市群,到东南亚连片的农田,再到低纬度海域的岛屿与海岸,许多变化发生得很快。城市在扩张,农作物在生长,洪水会在短时间内漫过道路,沿海生态也在不断变化。这些地方需要清晰的卫星影像,更需要及时更新的影像,这就是五羊星座发挥作用的地方。

一、这颗首发星先为整个星座探路

根据广州大学公开资料,五羊星座整体规划由3颗先导星和25颗业务卫星组成。此次发射的先导A星,是整个工程率先进入太空的探路者。

卫星在地面上设计得再完整的方案,也需要经过真实太空环境检验。卫星进入轨道后,光照条件不断变化,热环境反复切换,相机要稳定指向目标,拍下来的数据还要顺利传回地面,都需要去太空中验证。

按照承研承制单位中科西光航天公布的任务安排,首发星需要验证轨道适配、多载荷成像、电推进在轨调度、星地链路和地面数据处理等环节,为后续业务星提供实测依据。这些经验会影响后续卫星的设计,也会影响整个星座的运行成本。

二、低倾角轨道有何优势?

五羊星座最鲜明的特点,是采用低倾角、非太阳同步的遥感观测方案。

传统上,不少对地观测的遥感卫星采用近极地太阳同步轨道。卫星沿着接近南北方向的路线运行,地球在下面自转,经过多次绕行,逐步拼出大范围地表影像。太阳同步轨道还有一个重要优势,卫星经过同一地区时,地方太阳时比较接近,便于在相似光照条件下比较不同日期的地表变化。

两种轨道,各有适合的任务。如果一套观测系统重点服务华南、东南亚以及其他低纬度地区,就可以围绕这些区域安排轨道,把更多观测机会集中到目标纬度范围。

不过,低倾角并不自动等于某个城市每小时都能被拍一次。具体重访频次,还取决于卫星数量、轨道布局、相机幅宽、侧摆能力和任务调度。

三、300公斤级卫星拥有0.5米分辨率

根据中科西光航天公开资料,先导A星是一颗300公斤级卫星,搭载0.5米分辨率高分相机、2米多光谱相机和30米级宽幅红外载荷,同时配置电推进系统与高速数传链路。

高分相机负责呈现更细的地表空间信息,道路走向、建筑轮廓、地块边界等目标,都需要足够清晰的影像作为判断基础。

多光谱相机则增加了观察地物的维度,人眼主要区分可见光颜色,遥感仪器可以在不同波段记录地物的反射特征。看上去都是绿色的植被,在不同波段上可能表现出差异,从而为分析植被状况、区分地物类型提供依据。

红外观测又打开了另一扇窗口,热红外能够接收地物发出的热辐射,在合适条件下,夜间也能获取观测信息。

于是,同一片城区,可以有观察空间细节的影像,也可以有反映不同波段特征的数据,还可以增加热环境方面的信息。不同载荷配合,能够从更多角度认识地表。

四、低纬地区缺的是更及时的有效影像

卫星为什么要争取更多观测机会?因为地面上的变化,非常迅速。以洪涝为例,同一条河流,上午还在河道内,下午就可能漫过堤岸。假如影像更新间隔较长,等到下一次拍摄,最需要掌握的变化过程可能已经过去。

另外,云层遮挡也会影响观测。这就需要多种观测手段配合,合成孔径雷达采用微波主动探测,能够在夜间和多云条件下获取地表信息。所以建设一个遥感星座,往往需要考虑多种载荷之间的互补。

五羊星座首发星入轨,提供了一个观察中国商业航天的新角度。每当谈及卫星竞争,人们习惯先比较分辨率,再比较在轨数量。这些指标仍然重要,但项目能否持续发展,还要回答更具体的问题。

重点服务哪些地方?这些地方多久需要一次数据?不同用户需要什么结果?用怎样的轨道和载荷组合,才能把服务做好?

五羊星座选择从低纬度观测切入,体现出一种更加重视区域需求的建设思路。广州大学牵头、企业参与研制和运营,也让科研验证与应用探索有了共同的平台。高校能够利用在轨条件开展研究,企业则需要把技术转化为用户愿意持续使用的服务。

随着五羊星座未来某一天建成,低纬度地区地面用户需要了解一片农田、一段海岸或一座城市的变化时,可以更及时地拿到可靠数据。