風(fēng)雨同舟 互惠互利—“中巴地球資源衛(wèi)星”項(xiàng)目親歷人談中巴合作

本刊記者 劉 佳

風(fēng)雨同舟 互惠互利—“中巴地球資源衛(wèi)星”項(xiàng)目親歷人談中巴合作

本刊記者 劉 佳

“中巴地球資源衛(wèi)星”又叫資源－1，研制始于1988年，至今已經(jīng)走過(guò)了26年的輝煌歷程，先后成功發(fā)射了“中巴地球資源衛(wèi)星”的01星、02星、02B星、04星（簡(jiǎn)稱01星、02星、02B星、04星）共四顆衛(wèi)星。它們?cè)谲夁\(yùn)行穩(wěn)定，前兩顆均超期服役，獲取了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，為全球各國(guó)免費(fèi)提供了大量圖像數(shù)據(jù)。2014年12月7日，04星發(fā)射獲得圓滿成功，確保了中巴地球資源衛(wèi)星系統(tǒng)長(zhǎng)期連續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)促進(jìn)航天領(lǐng)域的國(guó)際合作具有重要的意義。為此，本刊記者專程采訪了參與04星項(xiàng)目的三位親歷者（工程總指揮馬世俊、衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師張慶君、項(xiàng)目辦總經(jīng)理李一凡）。

1 長(zhǎng)期合作 風(fēng)雨同舟

從1988年7月6日，中巴兩國(guó)在北京簽署了《中華人民共和國(guó)和巴西聯(lián)邦共和國(guó)政府關(guān)于核準(zhǔn)研制地球資源衛(wèi)星的議定書(shū)》開(kāi)始，在兩國(guó)航天工業(yè)主管部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)下，中國(guó)空間技術(shù)研究院與巴西國(guó)家空間研究院等科研機(jī)構(gòu)正式開(kāi)展資源－1系列衛(wèi)星的研制到今天，已經(jīng)過(guò)去了26個(gè)年頭，繼01星、02星、02B星之后，04星的成功發(fā)射為中巴合作豎起了新的里程碑。該星是首顆成功入軌的第二代資源－1衛(wèi)星。第一代資源－1現(xiàn)已擁有了廣泛的用戶，包括國(guó)土資源部、農(nóng)業(yè)部、環(huán)境減災(zāi)、海洋、環(huán)保等部門(mén)都在使用該系列衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的連續(xù)性，提高圖像的分辨率，中巴雙方?jīng)Q定繼續(xù)進(jìn)行國(guó)際合作。

04星工程總指揮馬世俊說(shuō)：資源－1開(kāi)辟了我國(guó)傳輸型遙感衛(wèi)星的先例。04星立項(xiàng)大約是在2004年，當(dāng)時(shí)計(jì)劃03星與04星間隔3年發(fā)射，03星在中國(guó)總裝，04星在巴西總裝，后來(lái)由于巴西元器件禁運(yùn)導(dǎo)致03星發(fā)射時(shí)間延期較長(zhǎng)。2013年12月9日，03星發(fā)射失利后，中巴雙方立即組織專家開(kāi)展故障分析工作。04星的發(fā)射時(shí)間提前，中巴兩國(guó)航天人攜手同心，并肩奮戰(zhàn)在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，利用周末、假期等休息時(shí)間加班加點(diǎn)工作，加快研制進(jìn)度，力爭(zhēng)使04星滿足新的發(fā)射計(jì)劃要求。為了避免環(huán)境對(duì)衛(wèi)星的影響，還調(diào)整了總裝測(cè)試地點(diǎn)，由原來(lái)在巴西改為中國(guó)。雖然研制時(shí)間被大幅壓減，但中巴雙方嚴(yán)格按照研制規(guī)程，毫不馬虎，保證了衛(wèi)星質(zhì)量?！?/p>

項(xiàng)目辦總經(jīng)理李一凡告訴記者，04星由中巴聯(lián)合出資研制，按出資比例雙方各負(fù)責(zé)50%的衛(wèi)星研制工作。其主要研制目的是在保持資源－1數(shù)據(jù)連續(xù)性的基礎(chǔ)上，提升有效載荷性能，滿足中巴兩國(guó)用戶及全球用戶的圖像數(shù)據(jù)需求。除中國(guó)和巴西地面站外，非洲和東盟國(guó)家地區(qū)也建造了04星的地面圖像接收站，通過(guò)為非洲和東盟廣大地區(qū)提供衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，04星具備全球?qū)崅鞯娜鞎r(shí)成像能力。

工程總指揮馬世俊

2 提升載荷 對(duì)標(biāo)國(guó)際

04星以覆蓋特性為主要設(shè)計(jì)條件進(jìn)行軌道設(shè)計(jì)，可在較短時(shí)間內(nèi)完成全球陸域范圍的覆蓋，通過(guò)與在軌運(yùn)行的中國(guó)資源－1的02C星組網(wǎng)運(yùn)行，可進(jìn)一步縮短覆蓋周期，提升對(duì)50萬(wàn)以上人口城市、經(jīng)濟(jì)建設(shè)熱點(diǎn)地區(qū)以及中大型礦山等遙感目標(biāo)的數(shù)據(jù)獲取能力。

該衛(wèi)星立項(xiàng)時(shí)間早，其有效載荷配置從方案設(shè)計(jì)起即緊緊瞄準(zhǔn)國(guó)際技術(shù)發(fā)展前沿，并充分考慮我國(guó)自身的技術(shù)發(fā)展水平和應(yīng)用需求，與美國(guó)陸地衛(wèi)星－7（Landsat－7）和法國(guó)斯波特－5（SPOT－5）衛(wèi)星相比毫不遜色。

0 4星采用三軸穩(wěn)定，運(yùn)行在太陽(yáng)同步軌道，總質(zhì)量小于2 0 0 0 k g。其星體為長(zhǎng)方體，采用單太陽(yáng)電池翼，星體外形尺寸為2 0 0 0 m m×1 8 0 0 m m×2 2 5 0 m m，飛行狀態(tài)尺寸2000mm×8440mm×3215mm。衛(wèi)星電源功率2300W，采用鎘-鎳電池2×50A·h，指向精度為0.1°，測(cè)量精度為0.03°，數(shù)據(jù)傳輸速率為304Mbit/s，比02B星的數(shù)據(jù)傳輸快了1倍。星體采用分艙設(shè)計(jì)，包括有效載荷和衛(wèi)星平臺(tái)兩部分。

衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師張慶君

衛(wèi)星平臺(tái)部分包括結(jié)構(gòu)、電源、熱控、測(cè)控、數(shù)管、姿軌控和總體電路共7個(gè)分系統(tǒng)，其中的熱控、數(shù)管、姿軌控和總體電路分系統(tǒng)為中方負(fù)責(zé)，其余為巴方負(fù)責(zé)。其結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)由結(jié)構(gòu)壁板、承力筒、星箭對(duì)接艙、大支架、太陽(yáng)電池陣的基板和展開(kāi)機(jī)構(gòu)等組成。電源采用太陽(yáng)電池加鎘鎳蓄電池方案。其姿態(tài)控制采用高精度的對(duì)地指向三軸穩(wěn)定和太陽(yáng)電池陣對(duì)日定向跟蹤和軌道調(diào)整方案。其測(cè)控分系統(tǒng)由4個(gè)獨(dú)立信道組成，具有測(cè)速、測(cè)距和測(cè)角功能。其熱控分系統(tǒng)以被動(dòng)式溫控為主，電加熱主動(dòng)溫控為輔的方案。星上數(shù)管和測(cè)控分系統(tǒng)在地面網(wǎng)站的配合下，可完成衛(wèi)星的跟蹤測(cè)軌、遙控、遙測(cè)和其他管理任務(wù)。由于衛(wèi)星在地球地面站視場(chǎng)較小，數(shù)管分系統(tǒng)采用星上計(jì)算機(jī)來(lái)管理收發(fā)的數(shù)據(jù)，衛(wèi)星在故障時(shí)能“智能化”處理。

據(jù)04星總設(shè)計(jì)師張慶君介紹，星上配置了4臺(tái)光學(xué)遙感載荷，其中，中方負(fù)責(zé)1臺(tái)分辨率為5m/10m的全色多光譜相機(jī)（PAN）和1臺(tái)分辨率為40m/80m的紅外掃描儀，巴方負(fù)責(zé)研制1臺(tái)分辨率為20m的多光譜相機(jī)和1臺(tái)分辨率73m的寬視場(chǎng)相機(jī)，分別通過(guò)中方和巴方兩套數(shù)傳分系統(tǒng)將獲取的遙感圖像數(shù)據(jù)傳輸至地面。相較與之前的01星和02星，該星的分辨率提高了1倍，星上還配置了光伏氣象環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)（SEM）和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DCS），分別負(fù)責(zé)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)和地面數(shù)據(jù)采集平臺(tái)信息的接收與轉(zhuǎn)發(fā)。全色多光譜相機(jī)有藍(lán)、綠、紅、近紅外和全色等5個(gè)光譜段，采用推掃式成像技術(shù)獲取地球圖像信息。它只在白天工作，并有側(cè)視功能（±32°）。紅外掃描儀有可見(jiàn)光、短波、紅外和熱紅外共4個(gè)譜段，采用雙向掃描技術(shù)獲取地球圖像信息，它可晝夜成像，還可對(duì)城市地下管道，房屋外的空調(diào)等熱源進(jìn)行感知，從而分辨這些區(qū)域。40m的分辨率和120km的幅寬是國(guó)內(nèi)民用遙感衛(wèi)星中最先進(jìn)的，而且實(shí)現(xiàn)了全國(guó)產(chǎn)化。

可以說(shuō)04星在技術(shù)上上了一個(gè)新的臺(tái)階，該衛(wèi)星屬于多種有效載荷聯(lián)合成像的綜合型遙感衛(wèi)星，其有效載荷覆蓋了可見(jiàn)光到熱紅外譜段，具備全天候的成像能力。

3 并肩攜手 互相促進(jìn)

中巴合作的20多年來(lái)，兩國(guó)堅(jiān)持平等互利的原則，在工程研制和項(xiàng)目管理的過(guò)程中，互相學(xué)習(xí)，突破了雙方原來(lái)的發(fā)展壁壘，實(shí)現(xiàn)了各自的超越發(fā)展。

在談到合作時(shí)馬世俊說(shuō)：“中巴合作對(duì)我們的影響是長(zhǎng)遠(yuǎn)的。在此之前，我們都是按照自己摸索的‘土法’造衛(wèi)星，與外界聯(lián)系較少。而從20世紀(jì)80年代資源-1衛(wèi)星項(xiàng)目擴(kuò)大了我們的視野，我們不僅看到了巴西的發(fā)展水平，而且接觸到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。巴方做事規(guī)范，按照歐洲航天局（ESA）的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行型號(hào)管理，其模式、流程、技術(shù)狀態(tài)控制手段對(duì)我們啟發(fā)很大，為我們的項(xiàng)目管理帶來(lái)了全新的認(rèn)識(shí)。例如，流程控制，不同階段要完成哪些工作，評(píng)審時(shí)需要回答哪些問(wèn)題等。又比如，在文件體系的管理方面，干一個(gè)型號(hào)應(yīng)該出哪些文件，需要填寫(xiě)哪些表格等。20年前我們自己造衛(wèi)星時(shí)，很多東西都是模糊的。接口數(shù)據(jù)單也是這種國(guó)際規(guī)范下才出現(xiàn)在我們的工程管理中的。這些東西都應(yīng)用在了我們之后的項(xiàng)目中，為中國(guó)航天對(duì)標(biāo)國(guó)際，將走向世界，奠定了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)合作，中國(guó)空間技術(shù)研究院創(chuàng)造性地推廣使用設(shè)計(jì)建造規(guī)范規(guī)定衛(wèi)星產(chǎn)品設(shè)計(jì)與建造標(biāo)準(zhǔn)，推廣使用接口數(shù)據(jù)單來(lái)規(guī)范單機(jī)、分系統(tǒng)的接口，編制了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建了資源－1的工作分解結(jié)構(gòu)，編制了院標(biāo)和國(guó)軍標(biāo)，參考了美國(guó)航空航天局和歐洲航天局的軟件標(biāo)準(zhǔn)，編制了我們自己的軟件標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

張慶君也說(shuō)，“‘中巴地球資源衛(wèi)星’的研制，造就了一支作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、技術(shù)過(guò)硬的航天人才隊(duì)伍。提高外語(yǔ)水平自是必然的，另外，巴西研制人員在系統(tǒng)工程方面雖然比我們經(jīng)驗(yàn)少，但他們也有自己的優(yōu)勢(shì)，其研究人員早期都是在歐洲航天局學(xué)習(xí)的，工作規(guī)范，起點(diǎn)較高，合作使得我們的研制和管理人員也更加規(guī)范，這在資源衛(wèi)星的項(xiàng)目書(shū)上就可見(jiàn)一斑，因?yàn)槭强鐕?guó)合作，各方面要求都要寫(xiě)詳細(xì)，寫(xiě)清楚。

當(dāng)然，合作對(duì)于巴方來(lái)說(shuō)也是受益匪淺。據(jù)04星項(xiàng)目經(jīng)理李一凡介紹，自從“資源”衛(wèi)星項(xiàng)目合作啟動(dòng)以來(lái)，巴方在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了很大的進(jìn)步。20多年來(lái)，巴西在總裝測(cè)試方面不斷完善。以前巴西沒(méi)有振動(dòng)臺(tái)、噪聲試驗(yàn)室、沒(méi)有電磁兼容性試驗(yàn)室、熱試驗(yàn)設(shè)施、總裝測(cè)試大廳、飛行控制中心、數(shù)據(jù)處理中心、地面測(cè)控、數(shù)據(jù)接收站等，如今這些配套設(shè)施已經(jīng)健全，具備了對(duì)整星進(jìn)行熱試驗(yàn)、總裝、在軌管理和數(shù)據(jù)處理分發(fā)的條件，這些都是得益于該項(xiàng)目。

4 一個(gè)項(xiàng)目 兩種文化

合作伊始，不少西方發(fā)達(dá)國(guó)家都不看好中巴合作，更有一些歐美人士在多個(gè)公開(kāi)場(chǎng)合冷嘲熱諷：“中國(guó)與巴西這兩個(gè)國(guó)家合作研制衛(wèi)星，根本干不成！”兩個(gè)發(fā)展中國(guó)家，用有限的資金力量，合作研制當(dāng)時(shí)處于世界先進(jìn)水平的地球資源衛(wèi)星，在他們看來(lái)只是天方夜譚。

要說(shuō)合作過(guò)程中最讓人抓狂的還是中巴文化差異導(dǎo)致的計(jì)劃進(jìn)度協(xié)調(diào)困難。馬世俊感慨道，“中國(guó)航天人講‘四特’精神，‘特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)’，為了完成計(jì)劃進(jìn)度，加班加點(diǎn)；而快樂(lè)浪漫的巴西人注重享受生活，工作時(shí)間認(rèn)真工作，下了班后是說(shuō)什么都不加班的。所以有的時(shí)候，中方的工作已經(jīng)完成，巴方還沒(méi)有完成，我們是希望他們能夠加個(gè)班，趕趕進(jìn)度，可是人家不加班，項(xiàng)目只能延期。有的人可能覺(jué)得巴西人干得慢，還不加班，太散漫，但我覺(jué)得這是文化決定的，不是工作態(tài)度的問(wèn)題?！?/p>

兩國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)發(fā)展水平不同也會(huì)對(duì)項(xiàng)目造成一定的影響，巴方在出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候可選方案少，可替換工業(yè)器件少。在進(jìn)行02星合作時(shí)，中方發(fā)現(xiàn)二次電源有問(wèn)題時(shí)，終止了發(fā)射。導(dǎo)致發(fā)射時(shí)間推遲了1年，但為了充分尊重雙方的合作關(guān)系，我們還是承擔(dān)了人員和運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。這是兩種機(jī)制或者體制想要融合但又不匹配導(dǎo)致的矛盾。

此外，還有研制經(jīng)費(fèi)緊張、技術(shù)瓶頸制約、巴方參與衛(wèi)星結(jié)構(gòu)研制的公司倒閉、美國(guó)對(duì)元器件的禁運(yùn)等諸多困難，但中巴航天人在關(guān)鍵時(shí)刻堅(jiān)定地站在一起挺了過(guò)來(lái)，彰顯了雙方牢不可破的合作基礎(chǔ)。

項(xiàng)目辦總經(jīng)理李一凡

5 廣泛應(yīng)用 惠及全球

有人說(shuō)，為什么我國(guó)有了“高分”衛(wèi)星，還要發(fā)展中分辨率的資源－1衛(wèi)星。張慶君總師說(shuō)，這主要是為了滿足普查的需求。比如資源衛(wèi)星主要用于農(nóng)作物的面積、長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)，國(guó)土資源普查，森林資源調(diào)查，突發(fā)環(huán)境事件的實(shí)時(shí)檢測(cè)，需要滿足快速、大范圍成像的需求，這就要求衛(wèi)星具有大幅寬，重訪時(shí)間短的特點(diǎn)，而分辨率與幅寬的關(guān)系就好像魚(yú)和熊掌的關(guān)系，兩者不可兼得。分辨率上去了，幅寬可能就相對(duì)較窄，時(shí)間分辨率、重返周期就長(zhǎng)，如何在合適的重返周期條件下，將幅寬和分辨率做得更精才是發(fā)展的方向。正是因?yàn)橘Y源－1反應(yīng)快，幅寬大，覆蓋面積廣，因此得到了更加廣泛的應(yīng)用，人稱“百家星”。

在我國(guó)的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、國(guó)土資源普查、能源、地礦、海洋、環(huán)保、測(cè)繪、城鄉(xiāng)規(guī)劃等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，資源－1都發(fā)揮了重要的作用，國(guó)內(nèi)許多單位能夠利用國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)化運(yùn)行，大大降低了成本，為國(guó)家節(jié)約大量數(shù)據(jù)采購(gòu)經(jīng)費(fèi)。它對(duì)于國(guó)內(nèi)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)、圖像處理方法的發(fā)展以及遙感用戶的培育都起到了重要的作用，中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心在全國(guó)共有2000余家用戶，長(zhǎng)期用戶超過(guò)了500家。

作為資源－1的研制方之一，巴西也充分地利用了衛(wèi)星數(shù)據(jù)，尤其是在亞馬遜熱帶雨林的監(jiān)測(cè)和森林砍伐控制方面發(fā)揮了巨大的作用。李一凡說(shuō)，在應(yīng)用方面我們要向巴西學(xué)習(xí)。巴西國(guó)家空間研究院是集衛(wèi)星研制、測(cè)控、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、氣象研究于一體的機(jī)構(gòu)，高度集中的機(jī)構(gòu)設(shè)置使其應(yīng)用發(fā)揮了更大的作用，更有利于研制部門(mén)與應(yīng)用部門(mén)進(jìn)行充分的了解和溝通，比如數(shù)據(jù)接收部門(mén)和應(yīng)用部門(mén)會(huì)對(duì)研制部門(mén)及時(shí)提出一些有益的反饋信息，從而有利于改進(jìn)方案、相互促進(jìn)。

除了造福兩國(guó)人民，資源－1還惠及到了其他發(fā)展中國(guó)家，包括朝鮮、蒙古、孟加拉國(guó)、巴基斯坦、馬來(lái)西亞、越南、烏茲別克、哈薩克斯坦等周邊國(guó)家也廣泛使用了資源-1的數(shù)據(jù)。資源-1的數(shù)據(jù)在海外的落地分發(fā)工作也取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，這使中國(guó)從遙感對(duì)地觀測(cè)的進(jìn)口國(guó)變成了出口國(guó)。

6 繼往開(kāi)來(lái) 擴(kuò)大合作

2013年，在中國(guó)國(guó)務(wù)院副總理汪洋和巴西副總統(tǒng)特梅爾的見(jiàn)證下，中巴兩國(guó)航天局長(zhǎng)簽署了《2013—2022年中國(guó)國(guó)家航天局與巴西航天局航天合作計(jì)劃》，為中巴未來(lái)10年航天合作指明了方向。中國(guó)國(guó)家航天局副局長(zhǎng)胡亞楓表示，該計(jì)劃是雙方在總結(jié)過(guò)去合作成果的基礎(chǔ)上，為未來(lái)航天合作勾畫(huà)的一副藍(lán)圖：“關(guān)于我們兩國(guó)在航天領(lǐng)域的后續(xù)合作，這幾年，包括我們衛(wèi)星工作的層面，在兩國(guó)政府部門(mén)之間，大家都已經(jīng)做了深入的研究和探討?！睋?jù)該項(xiàng)目總經(jīng)理李一凡介紹，巴方強(qiáng)烈要求繼續(xù)兩國(guó)在衛(wèi)星領(lǐng)域的合作，將來(lái)還要繼續(xù)發(fā)射04A星，與04星形成補(bǔ)充，中方會(huì)在載荷方面做進(jìn)一步改進(jìn)。巴西航天局局長(zhǎng)在中國(guó)國(guó)家航天局局長(zhǎng)許達(dá)哲訪問(wèn)巴西時(shí)，表達(dá)了合作發(fā)射05、06星的意愿。2014年6月初的時(shí)候，雙方交換了關(guān)于04A星的想法。

除此以外，兩國(guó)還計(jì)劃擴(kuò)大合作領(lǐng)域，在氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等方面爭(zhēng)取有所突破。巴西科技部長(zhǎng)勞普透露說(shuō)，“現(xiàn)在巴西航天界正在努力研發(fā)通信衛(wèi)星，這是我們業(yè)務(wù)擴(kuò)展的重要方向。我覺(jué)得巴西航天局應(yīng)該跟中方加強(qiáng)在該領(lǐng)域的合作?！?/p>

我們有理由相信，中巴兩國(guó)的航天人在未來(lái)的合作會(huì)取得更大的成果，也為兩國(guó)關(guān)系發(fā)展注入新的動(dòng)力。