金磚國家遙感衛(wèi)星星座建設(shè)與展望

文 | 趙堅(jiān) 王鳳宇 孫霖 彭宗仁 李世超 熊全 田昊

1.國家航天局對地觀測與數(shù)據(jù)中心 2.中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所

3.中國華騰工業(yè)有限公司 4.中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院 5.中國航天工業(yè)科學(xué)技術(shù)咨詢有限公司

一、概述

2006年，巴西、俄羅斯、印度和中國四國外長在聯(lián)合國大會(huì)期間舉行首次會(huì)晤，開啟金磚國家合作序幕[1]。2009年6月，金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人在俄羅斯葉卡捷琳堡舉行首次會(huì)晤，推動(dòng)金磚合作升級至峰會(huì)層次[2]。2011年，南非正式加入金磚國家，金磚國家擴(kuò)為五國，英文名稱定為BRICS[3]。

2015年，俄羅斯作為金磚國家主席國時(shí)，將外空安全納入到金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人的視野，并在俄羅斯主持召開了第一屆金磚國家外空安全研討會(huì)。金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人第7次會(huì)晤發(fā)表了《烏法宣言》，強(qiáng)調(diào)金磚國家應(yīng)加強(qiáng)合作，聯(lián)合開展各種外空技術(shù)的外空合作[4]。為落實(shí)《烏法宣言》，2015年8月，國家航天局局向金磚國家航天機(jī)構(gòu)發(fā)出倡議——共同構(gòu)建金磚國家遙感衛(wèi)星星座，建立遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享機(jī)制，應(yīng)對全球氣候變化、重大自然災(zāi)害、環(huán)境保護(hù)等人類共同面臨的挑戰(zhàn)，助力金磚國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。隨后，巴西航天局局長、俄羅斯國家航天集團(tuán)公司總經(jīng)理、印度空間研究組織主席和南非國家航天局首席執(zhí)行官正式確認(rèn)支持金磚國家遙感衛(wèi)星星座計(jì)劃。2016年1月，中國發(fā)出了金磚國家遙感衛(wèi)星星座合作概念文件，提出合作愿景、合作建議和合作路線圖，正式啟動(dòng)合作磋商。

2021年印度擔(dān)任金磚國家主席國，印度積極推動(dòng)合作，經(jīng)過金磚國家航天機(jī)構(gòu)整整六年的努力，2021年8月，為落實(shí)金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人達(dá)成的共識，在各國外交部門的見證下，金磚國家航天機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人正式簽署《關(guān)于金磚國家遙感衛(wèi)星星座的合作協(xié)定》（以下簡稱《合作協(xié)定》）?！逗献鲄f(xié)定》的簽署為金磚國家開展航天合作奠定法律基礎(chǔ)，正式拉開“金磚星座”建設(shè)的序幕。

金磚國家合作機(jī)制成立以來，合作基礎(chǔ)日益夯實(shí)。我國提出共同構(gòu)建金磚國家遙感衛(wèi)星星座，建立遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享機(jī)制，應(yīng)對全球氣候變化、重大自然災(zāi)害、環(huán)境保護(hù)等人類共同面臨的挑戰(zhàn)，助力金磚國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。這一倡議陸續(xù)得到金磚五國的確認(rèn)與支持，并建立金磚國家航天合作聯(lián)委會(huì)機(jī)制，推動(dòng)就遙感星座合作等問題達(dá)成共識。

2022年中國成為金磚國家輪值主席國，金磚星座的建設(shè)快速推進(jìn)。國家航天局對地觀測與數(shù)據(jù)中心作為金磚國家遙感衛(wèi)星星座的中方指定機(jī)構(gòu)，在各方工作組成員的大力支持下，工作組先后召開了六次會(huì)議。5月25日，我國航天局主持召開了首屆金磚國家航天合作聯(lián)委會(huì)會(huì)議，共同制定了金磚國家遙感衛(wèi)星星座的年度工作計(jì)劃、職權(quán)文件和技術(shù)規(guī)范等頂層文件，并且全面開展了歷史存檔數(shù)據(jù)的交換，啟動(dòng)了金磚星座的先導(dǎo)示范項(xiàng)目。

二、金磚國家遙感衛(wèi)星星座建設(shè)

為推動(dòng)落實(shí)金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人達(dá)成的共識，在2022年航天日期間，國家航天局掛牌成立“國家航天局衛(wèi)星數(shù)據(jù)與應(yīng)用國際合作中心”和“金磚國家遙感衛(wèi)星星座數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心（中國）”，全面支撐國家航天局政府間對地觀測領(lǐng)域的履約及國際交流合作，開展民商遙感數(shù)據(jù)國際合作、推廣展示，負(fù)責(zé)金磚國家遙感衛(wèi)星星座建設(shè)協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)接收、處理分發(fā)和應(yīng)用推廣等。

金磚星座將重點(diǎn)解決與全球氣候變化研究、災(zāi)害管理、環(huán)境保護(hù)、食物和水資源短缺預(yù)防以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的挑戰(zhàn)。為達(dá)到該目的，各方將協(xié)同合作擴(kuò)大遙感應(yīng)用，促進(jìn)對與遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用相關(guān)的共同關(guān)注問題的研究和發(fā)展，全面助力各國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

1.星座“六星五站”方案

2021年，各方對《合作協(xié)定》達(dá)成一致?？紤]到該倡議從2015年提出到協(xié)定達(dá)成一致經(jīng)過了較長的時(shí)間，中方建議各國檢查各自參加星座的情況，確定最新的合作方案。經(jīng)協(xié)調(diào)，中國、印度和俄羅斯都適度調(diào)整了衛(wèi)星，同時(shí)，印度作為2021年的主席國提出增加一顆遙感衛(wèi)星，最終形成了“六星五站”的方案?！傲恰笔侵钢袊母叻至栃l(wèi)星和資源三號02星、中國和巴西聯(lián)合研制的中巴地球資源衛(wèi)星04星、俄羅斯老人星五系1顆星以及印度資源衛(wèi)星二號和二號A星?！拔逭尽笔侵肝挥谥袊齺?、巴西庫亞巴、俄羅斯莫斯科地區(qū)、印度沙德納加爾-海得拉巴和南非哈特比斯霍克的地面站。

2.金磚星座數(shù)據(jù)交換

金磚國家人口占世界人口的42%，經(jīng)濟(jì)總量占全球的24.8%，可謂舉足輕重?！逗献鲄f(xié)定》簽署后，五國航天機(jī)構(gòu)正式成立了星座工作組，工作組將負(fù)責(zé)制定金磚星座的年度工作計(jì)劃和落實(shí)協(xié)定的相關(guān)內(nèi)容。

遙感數(shù)據(jù)交換是金磚遙感衛(wèi)星星座合作計(jì)劃的首要任務(wù)，國家航天局對地觀測與數(shù)據(jù)中心牽頭完成了金磚國家遙感衛(wèi)星星座中國網(wǎng)站的建設(shè)工作，這是我國首個(gè)面向金磚星座的數(shù)據(jù)共享分發(fā)網(wǎng)站。網(wǎng)站將首次向金磚其余四國航天機(jī)構(gòu)用戶提供中國的高分六號衛(wèi)星和資源三號02星、中巴地球資源衛(wèi)星04星三顆衛(wèi)星在俄羅斯、印度、巴西和南非的所有存檔元數(shù)據(jù)的查詢服務(wù)和影像數(shù)據(jù)下載服務(wù)，讓金磚星座用戶充分了解中方數(shù)據(jù)在金磚各國的歷史覆蓋情況，進(jìn)一步提高我國金磚星座衛(wèi)星數(shù)據(jù)在國際上的透明度和展示度，推動(dòng)金磚衛(wèi)星數(shù)據(jù)交換任務(wù)的有效開展。俄方分享和展示了俄羅斯國家航天集團(tuán)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，用于金磚國家對老人星五系數(shù)據(jù)的訪問和任務(wù)申請。目前，遙感數(shù)據(jù)交換的工作進(jìn)展順利，提前完成了星座樣例數(shù)據(jù)的交換工作，并且各國已經(jīng)啟動(dòng)了后續(xù)批量數(shù)據(jù)的交換任務(wù)。

3.金磚星座先導(dǎo)項(xiàng)目

為進(jìn)一步落實(shí)《合作協(xié)定》，檢驗(yàn)金磚國家遙感衛(wèi)星星座數(shù)據(jù)交換技術(shù)規(guī)范和金磚國家遙感衛(wèi)星星座聯(lián)合觀測實(shí)施程序等規(guī)范性文件的適用性，提升金磚遙感衛(wèi)星星座的應(yīng)用能力，各國結(jié)合自身實(shí)際需要，正式啟動(dòng)了金磚國家遙感觀測區(qū)先導(dǎo)項(xiàng)目。

中方選擇海南島作為觀測區(qū)，在碳源匯、水環(huán)境、火燒跡地、空氣污染和農(nóng)業(yè)等幾個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用星座數(shù)據(jù)。俄方的先導(dǎo)項(xiàng)目觀測區(qū)選擇在阿爾泰-薩彥嶺山脈區(qū)域，準(zhǔn)備開展火災(zāi)及火燒跡地、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和生態(tài)學(xué)等幾個(gè)領(lǐng)域的星座應(yīng)用研究。印方選擇印度南部山脈為觀測區(qū)域，準(zhǔn)備對火災(zāi)及其對虎類活動(dòng)地區(qū)的影響開展星座應(yīng)用研究。巴西選擇在馬托皮亞地區(qū)對干旱和氣溫升高等領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用。南非先導(dǎo)項(xiàng)目的觀測區(qū)選擇在約翰內(nèi)斯堡北面的豪登地區(qū)，研究居民區(qū)動(dòng)態(tài)和土地利用等領(lǐng)域星座數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

金磚星座2022年8月中旬完成先導(dǎo)示范區(qū)的數(shù)據(jù)交換工作，10月中旬完成先導(dǎo)示范區(qū)的研究工作，11月將在珠海舉辦金磚國家遙感衛(wèi)星星座應(yīng)用論壇，12月舉行金磚國家遙感衛(wèi)星星座第二次工作組會(huì)，商定2023年的工作內(nèi)容。

4.我國推動(dòng)金磚星座建設(shè)發(fā)展規(guī)劃

為履行《合作協(xié)定》中的責(zé)任和義務(wù)，推動(dòng)金磚國家遙感衛(wèi)星星座建設(shè)，引領(lǐng)中國衛(wèi)星數(shù)據(jù)的全球服務(wù)，國家航天局對地觀測與數(shù)據(jù)中心與文昌國際航天城管理局將發(fā)揮各自優(yōu)勢，按照互惠共利、開放共享、合作共贏的原則，緊密結(jié)合航天國際合作發(fā)展需求，構(gòu)建一支航天國際合作人才隊(duì)伍，建設(shè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理、交換、分發(fā)和應(yīng)用及國際合作交流的軟硬件條件，形成開展國際合作的較強(qiáng)能力。

為支持金磚國家遙感衛(wèi)星星座建設(shè)，將在海南建設(shè)一套金磚遙感衛(wèi)星星座建設(shè)管理系統(tǒng)，支撐國家發(fā)起的金磚星座、“一帶一路”空間信息走廊等國際合作協(xié)定數(shù)據(jù)共享和交換服務(wù)計(jì)劃，應(yīng)對全球氣候變化、重大自然災(zāi)害、環(huán)境保護(hù)等人類共同面臨的挑戰(zhàn)，助力金磚國家、“一帶一路”沿線國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)際支撐國際合作計(jì)劃的建設(shè)和運(yùn)行。

按照當(dāng)前的發(fā)展思路，海南將成為以高分專項(xiàng)為代表的對地觀測國際合作網(wǎng)絡(luò)樞紐節(jié)點(diǎn)。與此同時(shí)，為了支持金磚星座的全球數(shù)據(jù)接收網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)共享，國家航天局對地觀測與數(shù)據(jù)中心計(jì)劃在全球廣泛建設(shè)遙感數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心，形成“一樞紐、多中心、全球通”的國際合作網(wǎng)絡(luò)。

三、未來展望

未來將探索“金磚+”合作模式，擴(kuò)充金磚星座衛(wèi)星資源，拓展金磚星座應(yīng)用區(qū)域。除金磚國家外，計(jì)劃在全球廣泛選取具有合作潛力的國家，利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的地面站設(shè)施，使國內(nèi)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)在當(dāng)?shù)芈涞?，同時(shí)通過遙感數(shù)據(jù)境外節(jié)點(diǎn)推廣系統(tǒng)，從海南將國內(nèi)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)推送至當(dāng)?shù)?，利用我國的衛(wèi)星數(shù)據(jù)與應(yīng)用技術(shù)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需求，為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、水利、生態(tài)環(huán)境、減災(zāi)等方面提供典型示范應(yīng)用，加強(qiáng)合作，助力當(dāng)?shù)匕l(fā)展。

針對海外遙感數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心的建設(shè)，已經(jīng)開始了廣泛的策劃。積極統(tǒng)籌海外現(xiàn)有的地面站等資源，依托國內(nèi)的民商航天力量和當(dāng)?shù)氐暮献骰锇椋谔﹪?、非洲、南美、中東、中亞、歐洲、俄羅斯等地策劃并推動(dòng)建設(shè)遙感數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心。

未來，通過海外中心的建設(shè)，將實(shí)現(xiàn)金磚國家遙感衛(wèi)星星座在全球各地的數(shù)據(jù)落地與數(shù)據(jù)共享，使得金磚國家遙感衛(wèi)星星座充分助力聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。

四、結(jié)語

在金磚國家遙感衛(wèi)星星座現(xiàn)有的建設(shè)基礎(chǔ)上，面對全球迫切的公共需求和金磚五國的應(yīng)用需求，著眼國際對地觀測體系中的薄弱環(huán)節(jié)，基于金磚國家遙感衛(wèi)星星座合作機(jī)制，開展金磚衛(wèi)星星座項(xiàng)目二期，實(shí)現(xiàn)金磚國家之間在遙感衛(wèi)星聯(lián)合研制、聯(lián)合運(yùn)維、聯(lián)合應(yīng)用等方面的深度合作，構(gòu)建金磚國家為主導(dǎo)的國際科技合作平臺。

圍繞金磚衛(wèi)星星座二期建設(shè)的共同目標(biāo)，聯(lián)合開展先進(jìn)觀測載荷研制、新型衛(wèi)星平臺研制、全球接收網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、遙感數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，實(shí)現(xiàn)金磚國家在空間技術(shù)和資源環(huán)境管理技術(shù)方面的突破，通過提升相關(guān)各方的技術(shù)能力和創(chuàng)新服務(wù)能力，形成國際對地觀測領(lǐng)域的重要科研力量。