央視網(wǎng)消息(焦點(diǎn)訪談):“航天點(diǎn)亮夢(mèng)想”,今天是第七個(gè)中國(guó)航天日。近幾年,從“嫦娥”奔月到“祝融”探火、“羲和”逐日,中國(guó)航天人的夢(mèng)想正在一個(gè)個(gè)實(shí)現(xiàn)。今年,建造中國(guó)空間站的夢(mèng)想也將變成現(xiàn)實(shí)。航天夢(mèng)托舉中國(guó)夢(mèng)。我們仰望星空,追逐星辰大海,目的是為了守望地球家園、造福人類。此時(shí)此刻我們的頭頂天空上,除了天和核心艙,還有中國(guó)的幾百顆衛(wèi)星在守護(hù)神州大地和地球家園,其中就有一顆不久前發(fā)射的高分三號(hào)03星。它有什么本領(lǐng)?又實(shí)現(xiàn)了航天人的什么夢(mèng)想呢?
2022年4月7日,高分三號(hào)03星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭成功發(fā)射。高分三號(hào)03星與2016年發(fā)射的高分三號(hào)01星、2021年發(fā)射的高分三號(hào)02星,三星攜手在太空中組成星座,織就一張“天眼網(wǎng)”。高分三號(hào)是高分辨率合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星,它是遙感衛(wèi)星中的一種。遙感衛(wèi)星的主要任務(wù)是利用遠(yuǎn)距離的探測(cè)技術(shù),對(duì)地表和地球自然現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)。高分三號(hào)最大的特點(diǎn)是具備全天時(shí)、全天候的觀測(cè)成像能力。與裝備光學(xué)相機(jī)的遙感衛(wèi)星不一樣,高分三號(hào)從太空主動(dòng)發(fā)射微波到地球,通過(guò)地面反射來(lái)成像,所以它不受光照、云層和天氣的約束與影響。高分三號(hào)的分辨率可以達(dá)到1米,在世界上同類衛(wèi)星中,它是分辨率最“?!钡囊粋€(gè)。
中國(guó)航天科技集團(tuán)五院高分三號(hào)系列衛(wèi)星總指揮、總設(shè)計(jì)師張慶君說(shuō):“國(guó)際上基本上就是3到5米的分辨率,咱們現(xiàn)在是1米的分辨率,通過(guò)一些特殊處理,還可以做到0.5米這樣的質(zhì)量,所以在同類中還是最高的?!?/p>
這些投影在地面的藍(lán)色線條內(nèi)的長(zhǎng)條帶是高分三號(hào)衛(wèi)星每次飛過(guò)時(shí)觀測(cè)成像的區(qū)域,幅寬從10公里到650公里,其中劃分的每一個(gè)方格一般稱為一景。高分三號(hào)衛(wèi)星研制成功之前,我國(guó)民用合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)圖像均為進(jìn)口,一景高分辨率圖像價(jià)格達(dá)五六萬(wàn),不僅價(jià)格昂貴,而且有時(shí)在緊急時(shí)刻還不能很好地在第一時(shí)間獲得。高分三號(hào)研制成功,徹底結(jié)束了我國(guó)雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)圖像長(zhǎng)期依靠國(guó)外的歷史。
張慶君說(shuō):“A星(01星)發(fā)射完以后,打破了國(guó)外的數(shù)據(jù)壟斷,有一部分自己的數(shù)據(jù),但是仍然難以滿足用戶需求,所以又再發(fā)射02、03星?!?/p>
高分三號(hào)是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)規(guī)劃的七個(gè)型號(hào)高分衛(wèi)星中的一個(gè)。近年來(lái),隨著中國(guó)高速發(fā)展,很多行業(yè)都急需高分辨率的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)圖像,為了改變我國(guó)高分辨率遙感數(shù)據(jù)受制于人的狀況,國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃確定高分重大專項(xiàng)為16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一,從2010年開(kāi)始實(shí)施,被稱為“天眼工程”。目前,從高分一號(hào)到高分七號(hào),高分重大專項(xiàng)工程規(guī)劃的高分辨率衛(wèi)星齊聚太空,共同守護(hù)神州大地和地球家園。
國(guó)家高分重大專項(xiàng)工程副總指揮、總設(shè)計(jì)師趙堅(jiān)說(shuō):“這個(gè)工程最大的特點(diǎn)是立足于自主可控,由中國(guó)人自己的力量來(lái)進(jìn)行研制。突破了對(duì)地觀測(cè)高精度的遙感衛(wèi)星一系列關(guān)鍵技術(shù),使我們國(guó)家的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星整個(gè)技術(shù)水平上了一個(gè)臺(tái)階。”
高分七星,個(gè)個(gè)本領(lǐng)高強(qiáng)。高分一號(hào)看得廣,一眼能看800公里見(jiàn)方。高分二號(hào)目光銳利,分辨率優(yōu)于0.8米,能看清路上的汽車(chē)。高分四號(hào)站高望遠(yuǎn),工作在36000公里的地球同步軌道,可以對(duì)大范圍區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間凝視,觀測(cè)動(dòng)態(tài)變化。高分五號(hào)是世界上首顆可以同時(shí)對(duì)陸地和大氣觀測(cè)的高光譜衛(wèi)星,是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的好幫手。 高分六號(hào)能對(duì)全球農(nóng)業(yè)作物進(jìn)行普查和估產(chǎn)。高分七號(hào)被稱為“3D攝影師”,能夠繪制立體地圖。
趙堅(jiān)說(shuō):“它產(chǎn)生的豐富影像和技術(shù)成果,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用,比如測(cè)繪、氣象、海洋,還有國(guó)土普查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智慧城市建設(shè)、交通等各個(gè)方面?!?/p>
高分三號(hào)衛(wèi)星因?yàn)榫哂腥鞎r(shí)、全天候、高精度測(cè)量等突出本領(lǐng),被稱為太空“神探”。特別是自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),高分三號(hào)衛(wèi)星能夠發(fā)揮神威。2021年7月,河南省遭遇歷史罕見(jiàn)特大暴雨,發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。災(zāi)情發(fā)生期間,氣象條件惡劣,為了精準(zhǔn)研判災(zāi)情,指揮排險(xiǎn)救援,國(guó)家航天局緊急調(diào)度以高分三號(hào)為主的遙感衛(wèi)星對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行應(yīng)急觀測(cè)成像,助力國(guó)家減災(zāi)中心完成鄭州、新鄉(xiāng)、安陽(yáng)、鶴壁等市縣專題圖700多幅,為相關(guān)決策部門(mén)提供了直觀及時(shí)的空間信息數(shù)據(jù)支撐。
應(yīng)急管理部國(guó)家減災(zāi)中心(衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用中心)衛(wèi)星應(yīng)用部主任、研究員李素菊說(shuō):“高分三號(hào)衛(wèi)星的特點(diǎn)就是能夠穿透云霧,而且不受白天、晚上的條件限制,所以適合對(duì)自然災(zāi)害災(zāi)區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè),特別是比較典型的洪澇災(zāi)害,再加上高分三號(hào)SAR(合成孔徑雷達(dá))衛(wèi)星對(duì)于水體具有很強(qiáng)的探測(cè)能力,所以在洪澇災(zāi)害的整個(gè)過(guò)程中應(yīng)用還是非常好的?!?/p>
高分三號(hào)作為高分七星中唯一的微波雷達(dá)衛(wèi)星,不僅可以探地,還可以觀海。高分三號(hào)具有12種工作模式,分辨率從1米到500米,就像照相,既有大幅寬的廣角觀測(cè)模式,也有微距刻畫(huà)細(xì)節(jié)的高分辨模式。它可以監(jiān)測(cè)海上目標(biāo)、海冰、海浪、海洋內(nèi)波和海洋風(fēng),在海洋航運(yùn)安全、海洋維權(quán)、海上氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域能發(fā)揮重要作用。
自然資源部國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心主任林明森說(shuō):“高分三號(hào)的海洋觀測(cè)模式是百米量級(jí)的,傳統(tǒng)上其他氣象衛(wèi)星是公里級(jí)的,海洋二號(hào)是十公里級(jí)的,對(duì)臺(tái)風(fēng)的影響范圍和臺(tái)風(fēng)眼的位置,能夠提供更精確的觀測(cè)資料和數(shù)據(jù)。”
這張高分三號(hào)監(jiān)測(cè)圖片成像時(shí)間是2021年12月12日,地點(diǎn)是南極中山站附近。當(dāng)時(shí)執(zhí)行第38次南極科考任務(wù)的“雪龍”號(hào)突遇極端氣候,航道被凍,“雪龍”號(hào)被困冰中。從2018年第35次南極科學(xué)考察開(kāi)始,高分三號(hào)一直監(jiān)測(cè)極地浮冰的動(dòng)態(tài)變化,為 “雪龍”號(hào)破冰航行提供保障。根據(jù)高分三號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遙感信息指引,“雪龍”號(hào)順利找到冰縫,規(guī)劃合理路線,破冰航行,終于抵達(dá)中山站。
林明森說(shuō):“因?yàn)樵诒戏瓷渎侍貏e高,所以光學(xué)圖像經(jīng)常飽和,冰水的識(shí)別和冰縫的識(shí)別有時(shí)候還是比較困難的,高分三號(hào)是雷達(dá)加上極化信息,能夠高質(zhì)量看到冰縫和識(shí)別冰的類型?!?/p>
高分三號(hào)運(yùn)行在離地球約750公里的軌道,它不僅可以對(duì)靜止的目標(biāo)和環(huán)境觀測(cè)成像,還可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)觀測(cè)成像。2018年3月,我國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”完成在軌使命,即將再入大氣層燒毀,國(guó)際上有人故意散布“天宮一號(hào)”會(huì)在再入前解體,變成太空垃圾碎片,影響外層空間安全,引發(fā)關(guān)注?!疤鞂m一號(hào)”飛行軌道高度離地面約350公里,國(guó)家航天局利用高分三號(hào)衛(wèi)星能夠監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的特點(diǎn),應(yīng)急調(diào)度高分三號(hào)對(duì)“天宮一號(hào)”再入大氣層前進(jìn)行觀測(cè)。這是2018年3月24日高分三號(hào)成功觀測(cè)到的“天宮一號(hào)”雷達(dá)成像,圖像顯示“天宮一號(hào)”結(jié)構(gòu)完整,再入前未發(fā)生大規(guī)模解體,未對(duì)空間軌道環(huán)境造成污染。
高分三號(hào)01星是2016年8月發(fā)射的,已經(jīng)在軌工作了5年多,向各行業(yè)用戶分發(fā)數(shù)據(jù)超過(guò)195萬(wàn)景。為了研制高分三號(hào),中國(guó)航天科技集團(tuán)五院研制團(tuán)隊(duì)勇于自主創(chuàng)新,歷時(shí)5年多,攻克了50多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),多項(xiàng)技術(shù)添補(bǔ)了國(guó)內(nèi)和國(guó)際空白,使我國(guó)在這一領(lǐng)域的衛(wèi)星研制技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。
合成孔徑雷達(dá)天線是高分三號(hào)載荷的重要組成部分。整個(gè)天線展開(kāi)以后長(zhǎng)達(dá)15米,是我國(guó)研制的遙感衛(wèi)星當(dāng)中最大的天線。面對(duì)這個(gè)最大天線,研制團(tuán)隊(duì)遇到一個(gè)最大挑戰(zhàn),就是這個(gè)15米長(zhǎng)的大天線有超過(guò)96萬(wàn)個(gè)方向圖,如果在地面全部測(cè)試完,需要10年的時(shí)間。面對(duì)不可能完成的任務(wù),研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了解決問(wèn)題的技術(shù)方法,他們采用計(jì)算機(jī)仿真模擬測(cè)試100%方向圖,然后選取5%的典型方向圖進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證??删瓦@5%也不是件輕松的任務(wù),每一組數(shù)據(jù)至少需要15個(gè)小時(shí)的連續(xù)測(cè)試,不能中斷。為此,整個(gè)團(tuán)隊(duì)連續(xù)奮斗了一個(gè)多月。
和高分三號(hào)01星相比,去年和今年發(fā)射的02星和03星上增設(shè)了AIS船舶識(shí)別系統(tǒng),能夠精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)全球海洋上航行的船只,還增加了星上實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理功能,能夠?qū)崿F(xiàn)遙感數(shù)據(jù)分發(fā)從小時(shí)級(jí)到分鐘級(jí)的跨越。并且,三星組網(wǎng)后,整體成像能力將大幅提升,平均重訪周期由單星15小時(shí)縮短至5小時(shí),一天內(nèi)能夠?qū)δ骋粎^(qū)域成像5次。
發(fā)揮科技重大專項(xiàng)舉國(guó)體制的優(yōu)勢(shì),經(jīng)過(guò)12年的科技攻關(guān)和不懈努力,目前,包括高分三號(hào)三顆星在內(nèi),高分家族已經(jīng)發(fā)射了13顆衛(wèi)星。高分衛(wèi)星應(yīng)用分發(fā)的遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)超過(guò)4000多萬(wàn)景,廣泛服務(wù)于國(guó)計(jì)民生各個(gè)領(lǐng)域。
趙堅(jiān)說(shuō):“到2020年就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源90%以上國(guó)產(chǎn)化自主可控,這是一個(gè)巨大的進(jìn)步。高分專項(xiàng)工程的實(shí)施讓我們切身體會(huì)到關(guān)鍵核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)、要不來(lái)、討不來(lái)的,必須由自己的技術(shù)人員、自己的科研工作者來(lái)攻克,來(lái)解決。高分人奮斗拼搏,形成了高分精神:洞察天地、致廣精微、創(chuàng)新超越、砥礪前行、開(kāi)放共享、造福人類。”
從遙感觀測(cè)衛(wèi)星到通信衛(wèi)星,再到北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,衛(wèi)星其實(shí)離我們每個(gè)人都很近,中國(guó)目前在軌運(yùn)行應(yīng)用衛(wèi)星的數(shù)量超過(guò)500顆。高分衛(wèi)星正越來(lái)越走進(jìn)我們的生活,國(guó)家航天局正在打造“國(guó)家遙感數(shù)據(jù)與應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)”,不久將開(kāi)放上線,方便公眾查閱使用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)。同時(shí),國(guó)家航天局積極推動(dòng)國(guó)際合作交流,幫助更多國(guó)家分享中國(guó)“高分”數(shù)據(jù),為構(gòu)建太空領(lǐng)域人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)中國(guó)的“高分”力量。
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