微衛星大作用,微納遙感衛星軍民用前途廣闊

2021-01-19 講武堂

去年年底我國在酒泉衛星發射中心使用長徵二號丁運載火箭將「碳衛星」發射升空,「碳衛星」監測二氧化碳濃度的功能吸引了公眾的目光,而同時發射的SPARK雙星卻少有提及,超解析度多光譜衛星更是鮮為人知。從科學意義上說,「碳衛星」自然更重要,但作為配角發射的微納衛星們同樣具有廣闊的前景。


SPARK使用太陽翼二次展開技術,展開後有效面積大了7倍


高分微納衛星使用超解析度相機,實現了1.4米的高解析度


SPARK雙星的夥伴,同時發射的高分微納衛星同樣值得一提。這顆衛星總質量不過是66千克,但使用了超解析度成像技術、熱控調焦技術、點播成像技術和微型天線技術等諸多新技術,尤其是它的超解析度多光譜相機,相機質量僅為20千克,但利用計算光學成像方法設計,不僅可以實現全色、多光譜複合成像,還實現了1.4米的高解析度和20千米的大幅寬。考慮到衛星運行在700千米高度軌道上,這相當於500千米高度達到1米解析度,在解析度上已經明顯超過了高分一號衛星。毫不誇張地說,這顆66千克的微衛星在國際上也處於領先水平。


高光譜比多光譜的譜段密集的多,可以對各種物體明察秋毫


高光譜可以區分不同的物體,不僅是軍事偵察的利器,在民用上也得到廣泛應用


高光譜遙感具有廣泛的應用前景,除了上文提到的軍用偵察,以及民用上區分農作物和違法建築,它還可以用來進行地質勘查、海洋監測和環境保護等諸多領域的工作。目前國際上的商業遙感衛星以多光譜成像為主,高光譜成像儀數量不多,提供商業化服務的更是鳳毛麟角,高光譜的衛片數據產品價格也相當昂貴。目前我國商業高光譜遙感市場基本被國外產品佔據,SPARK衛星在軌測試完成後將向國內外用戶提供商業服務,作為微納衛星它的研製運營成本低,高光譜數據產品的價格在市場極具競爭力,未來有望商業化運作並進一步擴大規模,這不僅有助於滿足國內對高光譜遙感產品的需求,促進國民經濟的發展,在軍事上更是具有潛在的巨大價值。如果未來SPARK衛星能靠商業利潤滾動發展,擴展到4星甚至8星的星座規模,實現幾天內對全球進行一次高光譜普查,這樣的偵察能力將令人望而生畏。


吉林一號視頻星以約100千克的質量做到了1.13米的解析度,最終138顆衛星的星座將使我國具備近實時的全球偵察能力,但超解析度微納衛星的出現為我們帶來更多的遐想。這顆衛星上海微小衛星工程中心研製,使用中科院光電研究院研製的超解析度相機,它的質量更輕僅有66千克,更重要的是1.4米解析度居然擁有20千米的幅寬,在解析度接近的同時幅寬擴大數倍,無論是費效比還是性能都有過之而無不及。美軍正在研製廉價高效的SeeMe衛星用於戰術偵察,中科院的超解析度微納衛星完全可以發展為中國的SeeMe衛星,突出靈活性和費效比的優勢,為我國陸海軍提供更靈活和更強大的航天偵察能力。



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