高分四號，從3.6萬公里外“凝視”中國

環(huán)球時報/2015-12-30/ 第08版面/軍事·科技 /作者：本報赴西昌特派記者　馬俊

12月29日凌晨，中國在2015年的最后一次航天發(fā)射中，成功用長征三號乙運載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將高分四號遙感衛(wèi)星送入預定軌道。此前發(fā)射的高分系列遙感衛(wèi)星以高分辨率備受外界關(guān)注，不過這次發(fā)射的高分四號卻有些與眾不同，創(chuàng)造了多個國際和國內(nèi)“第一”。那么它究竟有什么特殊之處呢？《環(huán)球時報》記者就此采訪了多名航天專家。

高分四號有些“與眾不同”

據(jù)國防科工局重大專項工程中心主任（高分專項總設(shè)計師兼副總指揮）童旭東介紹，與之前發(fā)射的高分一號、高分二號等低軌遙感衛(wèi)星不同，高分四號運行于距離地面3.6萬公里的地球同步軌道上，它不僅代表了中國目前在高軌遙感衛(wèi)星領(lǐng)域的最高成就，而且國際上也沒有能與之匹敵的同類衛(wèi)星。

童旭東解釋說，目前各國遙感衛(wèi)星大都運行于數(shù)百公里高度的太空低軌道上，由于距離地面近，拍攝圖像的分辨率較高，能達到米級甚至更精細。但它們有一個無法克服的缺陷——重訪周期長，即衛(wèi)星在對某地首次拍攝后，需要間隔數(shù)小時甚至數(shù)天，才能再次對同一地點進行拍攝。對于需要實時監(jiān)控的某些重大突發(fā)災害而言，這就遠不能滿足需要。而高分四號運行在地球同步軌道上，相對地面保持靜止，就如同懸停在太空中的“千里眼”，這樣它就可以對固定區(qū)域長時間“凝視”，源源不斷地獲取目標區(qū)域的動態(tài)變化。高分四號可以提供中國全境和周邊國家的高時效、高分辨率的觀測數(shù)據(jù)，能以分鐘級甚至秒級間隔進行高頻率拍攝，并在較短時間內(nèi)將拍攝圖像傳回地面處理中心。

當然，要實現(xiàn)高軌遙感技術(shù)的新突破，高分四號也得具備眾多絕活兒。盡管它距離地面遠達3.6萬公里，但仍能實現(xiàn)可見光50米、中波紅外譜段500米的高分辨率。中國航天科技集團高分四號衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師李果介紹說，這得益于高分四號采用的大口徑面陣凝視相機，它是中國目前口徑最大的面陣成像相機，一次就能拍攝相當于河南省大小的國土面積。

高軌遙感衛(wèi)星需要克服的另一大難題是高精度指向。李果形容說，哪怕高分四號的相機鏡頭稍微偏轉(zhuǎn)1/3600度，地面誤差也會有數(shù)公里之遠，因此高分四號衛(wèi)星的姿態(tài)調(diào)整和姿態(tài)控制必須非常精準。此外，高分四號在軌設(shè)計壽命長達8年，也開創(chuàng)我國遙感衛(wèi)星的設(shè)計壽命新紀錄。為此，它在能源、控制、元器件等方面都進行了大量系統(tǒng)改進。

其他國家為何沒有類似衛(wèi)星

童旭東透露，高分四號投入使用后，可為減災、林業(yè)、地震、氣象等行業(yè)提供快速、穩(wěn)定和可靠的光學遙感數(shù)據(jù)，并與其他遙感衛(wèi)星配合，在這些領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。例如在森林防火方面，高分四號提供的紅外遙感數(shù)據(jù)可用于發(fā)現(xiàn)初發(fā)的小火，將林火消滅在萌芽狀態(tài)。當發(fā)生重大火災需要連續(xù)跟蹤監(jiān)測時，高分四號可為大火的撲救指揮提供近實時的50米分辨率全色圖像。此外，高分衛(wèi)星的數(shù)據(jù)還可用于森林火災損失的快速評估。

既然高軌、高分辨率遙感衛(wèi)星如此有用，為何其他太空強國遲遲沒有取得相關(guān)突破呢？童旭東對此解釋說，地球同步軌道遙感技術(shù)是國際航天遙感技術(shù)的一個重要方向，但它的技術(shù)研制難度大，各國的自身需求也不盡相同。俄羅斯、美國和歐洲等國的地理位置都比中國偏北，俄羅斯尤甚，從地球同步軌道拍攝的俄羅斯境內(nèi)圖片會嚴重變形；美國則擁有全球最多的遙感衛(wèi)星，數(shù)量優(yōu)勢很大程度上能填補單顆衛(wèi)星時間分辨率不高的問題；而歐洲諸國國土面積較小，難以發(fā)揮高軌遙感衛(wèi)星監(jiān)測范圍大的優(yōu)勢。相比之下，中國無論地理位置還是國土面積都比較合適，而且中國是一個自然災害頻發(fā)的國家，因此高分四號這樣的高軌高分辨率遙感衛(wèi)星可以說是專門為中國量身定制的。

高分系列取得哪些成果

據(jù)介紹，截至2015年11月，高分專項衛(wèi)星累計分發(fā)數(shù)據(jù)403萬景，數(shù)據(jù)量超過我國以往遙感衛(wèi)星歷史數(shù)據(jù)總和。由于高分數(shù)據(jù)的應用，還使得近年國內(nèi)市場上的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)價格大幅下降，分辨率低于2米的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)已基本退出國內(nèi)市場。

例如國土資源部每年都有對全球490個區(qū)域1900萬平方公里的高分衛(wèi)星觀測需求，以往幾乎全部依靠國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，而高分衛(wèi)星發(fā)射后，替代了將近80%的國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)。這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)可用于山水林田湖等自然資源與生態(tài)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、礦產(chǎn)資源開發(fā)現(xiàn)狀調(diào)查與監(jiān)測、突發(fā)地質(zhì)災害應急調(diào)查等。據(jù)透露，西藏昌都地震、陜西山陽滑坡、新疆公格爾九別峰冰川移動監(jiān)測等突發(fā)地質(zhì)災害發(fā)生后，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)為國家和地方政府開展應急救援、災情調(diào)查、隱患點排查以及安置選址工作都提供了重要的技術(shù)支撐。同時，高分專項還成為我國在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域進行雙邊、多邊國際交流與合作的重要推進力。▲相關(guān)鏈接

平均17天發(fā)一次，中國火箭創(chuàng)紀錄

高分四號衛(wèi)星29日成功發(fā)射標志著2015年中國航天發(fā)射任務圓滿收官。然而在這次發(fā)射的背后，另一組數(shù)據(jù)同樣振奮人心：在2015年9月至12月29日的100多天中，長征三號甲系列火箭連續(xù)成功發(fā)射7次，創(chuàng)造了平均17天發(fā)射1次的新紀錄。

將高分四號送入太空的長征三號甲系列火箭堪稱中國的“金牌火箭”。該火箭總設(shè)計師姜杰告訴《環(huán)球時報》記者，長征三號甲系列火箭包括三個型號，其中長征三號乙是我國現(xiàn)役運載能力最強的火箭。由于高分四號衛(wèi)星重達5噸，目前只有地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為5.5噸的長征三號乙能承擔發(fā)射重任。

長征三號甲系列運載火箭是長征系列運載火箭家族中，2015年發(fā)射次數(shù)最多的型號，創(chuàng)下單一型號年發(fā)射9次的歷史新高。相關(guān)統(tǒng)計顯示，2015年美國“宇宙神5”火箭發(fā)射9次，“德爾塔IV”火箭發(fā)射2次，“獵鷹9”火箭發(fā)射7次（失敗1次）；俄羅斯“質(zhì)子M”火箭發(fā)射7次（失敗1次），“聯(lián)盟號FG/聯(lián)盟號U”發(fā)射7次，“聯(lián)盟2”系列火箭發(fā)射7次（失敗2次）。與美國、俄羅斯等航天大國對比，2015年，長征三號甲系列運載火箭在發(fā)射次數(shù)、發(fā)射密度、發(fā)射成功率上均處于世界領(lǐng)先水平，體現(xiàn)了中國運載火箭技術(shù)穩(wěn)定性好、產(chǎn)品可靠性高、生產(chǎn)保障能力強、質(zhì)量管控效果佳的鮮明特點，標志著我國運載火箭綜合實力已步入世界先進水平。

據(jù)介紹，未來這種運載火箭密集發(fā)射將成為中國航天的“新常態(tài)”。2016年，中國航天發(fā)射任務將從“高強密度”迎來“高常密度”，僅中國航天科技集團運載火箭技術(shù)研究院，全年就將預計開啟15枚火箭研制生產(chǎn)任務，創(chuàng)造該院火箭研制生產(chǎn)歷史新高。從2016年開始，未來5-10年內(nèi)，該院運載火箭將持續(xù)保持高強密度生產(chǎn)，年度研制預計為15到20枚，呈現(xiàn)高強密度常態(tài)化的特點。此外，目前我國在役的主力火箭：長征二號丙、長征二號丁、長征二號F、長征三號甲系列、長征四號乙、長征四號丙運載火箭以及新一代運載火箭中的長征五號、長征七號、長征十一號都將在2016年迎來集體亮相，發(fā)射任務領(lǐng)域更廣，將覆蓋各類應用衛(wèi)星以及載人航天、北斗導航等國家重大專項工程。

另據(jù)俄衛(wèi)星網(wǎng)29日報道，2015年全球共進行86次運載火箭發(fā)射。俄羅斯完成次數(shù)最多，共進行29次，美國在2015年進行了19次發(fā)射，其中2次因發(fā)生事故而失敗?！R?。?/p>