2014年世界遥感卫星回顾

2015-09-23 08:36司马文
数字通信世界 2015年2期
关键词:分辨率轨道观测

司马文

2014年世界遥感卫星回顾

司马文

2014年,各国遥感卫星精彩纷呈。美国发射了大量“鸽群”(Flock),建立了由3U立方体卫星组成的对地观测星座;发射了轨道碳观测-2(OCO-2),使美国拥有第一个用于监测地球大气二氧化碳水平的航天器;发射了2颗地球同步空间态势感知项目-1,2 (GSSAP-1,2)和1颗“局部空间自主导航与制导试验卫星”(ANGELS)送入太空,大大增加了空间态势感知能力;发射了世界观测-3(WorldView-3),该卫星是目前分辨率最高的商业遥感卫星。欧洲发射“哥白尼”计划的首颗卫星—— 哨兵-1A(Sentinel-1A)环境监测卫星;发射了第二颗第四代“斯波特”—— 斯波特-7(SPOT-7)。日本发射了“全球降水观测”(GPM)项目的主卫星;发射了先进陆地观测卫星-2(ALOS-2,又叫大地-2);发射了日本新一代气象卫星—— 向日葵-8(Sunflower-8)。我国发射了高分-2卫星,使我国民用遥感卫星进入亚米级“高分时代”;发射了天拓-2首颗视频卫星;发射了“中巴地球资源卫星”的04星。

“国际空间站”释放“鸽群”3U纳卫星

美国“鸽群”纳卫星

1 美国技高一筹

1月9日,“安塔瑞斯”火箭发射,成功将装有28颗“鸽群”卫星的“天鹅座”货运飞船送入太空。“鸽群”由美国行星实验室公司研制和运营,是由3U立方体卫星组成的对地观测星座,每颗卫星的尺寸为100mm×100mm×340mm,主要载荷是1台孔径90mm的光学望远镜分辨率3~5m,由S波段下传。它们于2月由“国际空间站”日本希望舱小卫星轨道释放器(JSSOD)陆续送入舱外(每次释放2颗),运行在高415~419km、倾角51.6°的轨道。

6月19日,11颗“鸽群”由俄罗斯“第聂伯”火箭成功送入太空,这11颗卫星运行在高630km,98°倾角的极轨道上,

7月13日“安塔瑞斯”火箭发射,成功将装有28颗“鸽群”卫星的“天鹅座”货运飞船送入太空。它们于8月由“国际空间站”日本希望舱小卫星轨道释放器(JSSOD)陆续送入舱外,运行在高415~419km、倾角51.6°的轨道。

10月28日,“安塔瑞斯”火箭发射,拟将装有26颗“鸽群”卫星的“天鹅座”货运飞船送入太空,但火箭发射失败。

3月27日,宇宙神-5火箭发射,成功将NROL-67侦察卫星送入太空。该卫星隶属于美国国家侦察局,外界猜测这颗卫星是美国新一代电子侦察和情报搜集卫星,运行在地球同步轨道。

4月3日,宇宙神-5火箭发射,成功将国防气象卫星计划-F19(DMSP-F19)送入太空。该卫星由洛克希德·马丁公司研制,直径1.2m,功率2.2kW,重1,233.8kg,运行在高847km的极轨道,是美国第五颗第七代“国防气象卫星计划”。与前几代“国防气象卫星计划”相比,第七代“国防气象卫星计划”装有更先进的遥感器和姿控系统;更强大的星载计算机、更多存储空间、更高的数据率和更大的电池容量,使得卫星更具自主性(星载自主时间60天),延长了平均任务周期。其有效载荷包括线性扫描系统(OLS)、微波成像仪(SSM/I)、微波成像仪探测器(SSMIS)、紫外分支成像仪(SSULI)、超紫外光谱成像仪(SSUSI)、电子/离子光谱仪(SSJ/5)和磁强计(SSM)。它能用于战略和战术气象预测,向地面连续发送图像监测全球天气状况,为美国军方在全球范围识别和确定雷暴、飓风和台风强度,有助于军方规划海面、陆地和空中行动。

调试美国国防气象卫星计划-F19

这次发射的国防气象卫星计划-F19是在20世纪80年代批量购买的“国防气象卫星计划”卫星之一,目的是降低成本。该卫星早在1995年左右就开始建造,当时的成本大约是1.3亿美元,但最终价格超过5亿美元,这包括卫星制造和近20年的存储和翻新成本。实践证明,批量购买策略是一把双刃剑,因为除有较长的存储周期外,国防气象卫星计划-F19卫星和还没发射的国防气象卫星计划-F20卫星也需要大量的改进,包括替换老化、过期和故障的部件。“国防气象卫星计划”将从2020年开始逐渐由“后续气象系统”(Weather System Follow-On,WSF)替代。

4月10日,宇宙神-5火箭发射,成功将美国国家侦察局的水星-F/O-1(Mercury-F/O-1,NROL-67)秘密载荷送入太空。根据任务细节如运载火箭结构、发射场、发射时间等推断,此秘密载荷可能是电子侦察卫星(ELINT),一种可能是下一代电子侦察卫星,如改进型“军号”,运行在地球静止轨道;另一种可能是1996年发射的“水星”电子侦察卫星的替代卫星,运行在地球静止轨道或闪电轨道。

美国轨道碳观测-2卫星

7月2日,德尔他-2火箭发射,成功将轨道碳观测-2送入太空。该卫星是美国第一个用于监测地球大气二氧化碳水平的航天器,可为人类提供迄今最详细的关于二氧化碳自然来源和地球表面从大气中吸收二氧化碳的信息,显著提升人类对二氧化碳的观测水平,研究全球地球大气中二氧化碳分布的任务,更好地了解碳循环以及自然过程和人类活动对温室气体二氧化碳含量和分布的影响,跟踪并量化全球二氧化碳源及其随时间的变化情况,使科学家更好地进行气候变化预测。它采用轨道科学公司的低地球轨道星-2(LEOStar-2)平台,重455kg,载3台高分辨率光谱仪,运行在高705km的极轨道,每秒能对大气中的碳含量测量24次,每天约100万次,每天在世界各地拍下的数据图中约有10万张将不会受到云层影响而可以使用。这一项目耗资4.68亿美元,其中的轨道碳观测-2载有3台高分辨率光谱仪,科学家可以通过这些仪器估算大气中二氧化碳等物质的相对浓度,以实现对地球大气二氧化碳水平更精确、全面的测算,并对气候变化进行更准确的预测。科研人员把轨道碳观测-2所获数据与通过地面观察站、飞机以及其他卫星所获数据结合分析,并把新数据引入计算机模型,以了解人类活动和自然界排放二氧化碳,以及自然界吸收二氧化碳等方面情况的更完整信息。

科学家认为,人类活动是造成地球自然碳循环失衡的主要原因,结果导致地球表面温度上升和气候变化。因此,对大气二氧化碳水平的研究极为重要。目前,大气中的二氧化碳浓度已达过去80万年来的最高点,陆地和海洋吸收了人类化石燃料排放近一半的二氧化碳,但是未来如何变化还不清楚,所以希望通过卫星观测了解陆地与海洋吸收之外的二氧化碳在全球大气中的不均匀分布,对碳排放、碳循环进行精确地测量,提高对温室气体的自然来源与人为排放的理解,改善全球碳循环模型,进而更准确地预测全球气候变化。美国航空航天局计划共发射6颗类似的地球监测卫星,这种卫星每99min绕地球运行一周,6颗卫星可实现对地球的全面同步观测。轨道碳观测-2的设计工作年限为至少2年,是这一系列卫星的第一颗,此前的2009年2月,轨道碳观测-1发射失败。

12月19日,美国专家公布了轨道碳观测-2发回的首张全球二氧化碳数据图。数据图像显示,澳大利亚以北地区、非洲南部和巴西上空二氧化碳浓度最高。专家认为,非洲上空二氧化碳浓度高是由热带稀树大草原和森林燃烧造成的。北美、欧洲和中国上空的二氧化碳浓度高可能与人类活动有关,如发电厂燃烧化石燃料。这些以及其他人类活动每年向大气中排放400亿吨二氧化碳,从而使这种温室气体的浓度比此前数百万年里都要高。排放出的二氧化碳只有一半滞留在大气层中;其他的都被海洋和陆地植被所吸收。研究人员渴望准确判断二氧化碳的去向以及了解自然体系是否正在丧失部分吸收这种污染气体的能力。人们对这次新的探测行动寄予厚望,希望它传回来的信息能够帮助解答上述一些问题。专家仍在对最初数据进行评估,并计划在2015年3月发布首批二氧化碳测量结果。

7月8日,天空卫星-2(SkySat-2)由俄罗斯联盟-2.1b/微风-M火箭送入太空。该卫星是美国天空盒成像公司研制和运营的第二颗试验光学对地观测卫星,重约100kg,用于获得高分辨率全色和多光谱地球图像。它比第一颗增加了肼推进系统,以进行轨道控制。它所携带的光学成像仪覆盖全色450~900nm频段,全色分辨率0.9m;4个多光谱通道覆盖蓝450~515nm,绿515~595nm,红605~695nm,近红外740~900nm频段,分辨率2m,幅宽8km,支持立体成像。卫星在全色模式最长可获取90s的高清视频,通过快速瞄准地面目标、补偿轨道运动持续观测地面目标,视频获取可实现30帧/s,分辨率1.1m,最小视场2.0×1.1km。天空盒成像公司的数据产品可在监视业务、土地使用规划、环境评估、资源管理和科学方面获得应用。

美国天空卫星-1,2

7月28日,德尔他-4M+火箭发射,成功将2颗地球同步空间态势感知项目-1,2和1颗“局部空间自主导航与制导试验卫星”送入太空。

2颗“同步空间态势感知项目”卫星由轨道科学公司研制,运行在地球同步轨道,体积小,配有光电敏感器,具有很强的机动性,每颗卫星重650~700kg,其中大部分重量是推进剂,作战需要时很可能使用单组元肼推进系统进行频繁的轨道调节和站点保持机动,以较低的相对速度在关心的卫星上下进行侦察。卫星能够在地球同步轨道上下漂移,监视地球静止轨道卫星,并提供邻里守望能力。它可根据需求发挥最大的机动优势进行图像采集,用于监视他国航天器,追踪太空垃圾,识别并追踪地球同步轨道内的人造目标,保护美国在该轨道内的其他航天器,收集空间态势感知数据。能够通过跟踪卫星的行为获得地球静止轨道卫星的特性,记录卫星的频繁机动。据报道卫星还载无线电敏感器,跟踪卫星的无线电发射,获得卫星的身份和行动,同时传回精确的轨道跟踪数据,避免越来越拥挤的地球静止带上的卫星碰撞。使用天基侦察系统可解决天气和大气失真能力受限时地基设施的问题。美国空军航天司令部司令谢尔顿说,由于操作能力的提高,“同步空间态势感知项目”卫星可以占据最有利的位置,收集其他卫星的图像。新卫星的影像能力比过去美国用来监控地球轨道的卫星,有了“巨大进步”,可以看到地球同步轨道中物体的原始图像,直观地看到外国卫星的外观是什么样的,从而显著改善太空目标的监测能力,它不仅能更好地避碰,还可以探测到威胁。

“局部空间自主导航与制导试验卫星”由美国空军研究实验室和轨道科学公司研制。该卫星在XSS-10,11小卫星的基础上研制,重70~90kg,属于太空态势感知研究的一部分,试验获得重要空间资产周围环境清晰图像的技术,用于加速局部空间监视和感知的发展。此卫星的任务是监视大卫星,围绕大卫星进行一系列交会和导航机动,演示导航软件、敏感器和推进系统。其主要载荷是空间态势感知敏感器,可获取地球静止轨道卫星的高分辨率图像;演示使用美国航空航天局算法从位于中地球轨道导航卫星正上方的地球静止轨道得到的GPS旁瓣信号导出有效导航数据的GPS系统;载有微加速度计,测量航天器加速度,用于增强制导和导航。一个内置的安全性系统将演示减小与目标星或任何位于拥挤的地球静止带上卫星碰撞的概率。它靠近停留在地球同步轨道之上数百千米的德尔他-4火箭上面级,利用较高的自动化和独立能力,围绕箭体机动。试验开始时,卫星距离上面级50km,之后逐渐靠近,直到距离仅数千米,预计试验持续一年。该卫星载有的敏感器可评估探测、跟踪和表征太空目标的技术,并对太空行为进行统计。其上装有可利用GPS和高性能加速器的有效载荷,前者可采用美国航空航天局的先进算法接收GPS旁瓣信号,并生成连续导航解决方案;后者能精确测量小型航天器的加速,提高制导和导航。

8月13日,宇宙神-5火箭发射,成功将世界观测-3送入太空。该卫星是鲍尔航天公司为美国数字地球公司(Digital Globe)研制的多有效载荷、超高光谱、高分辨率的商业遥感卫星,重量2,800kg,长5.5m、宽2.4m,设计寿命为7.3年,运行在高617km的轨道。其全色分辨率为0.31m,多光谱分辨率为1.24m,短波红外分辨率为3.7m,平均回访时间不到1天,每天能覆盖680,000km2的范围。由于它是第一颗装配先进短波红外敏感器的卫星,所以能够穿透烟雾,为火灾管理者提供帮助。世界观测-3也是惟一一颗装备CAVIS装置的卫星,通过该装置可以对可在云、气溶胶、水汽、冰及雪等气象条件下进行监测并以前所未有的精确性对数据进行校正。

世界分辨率最高的商用遥感卫星——美国世界观测-3

世界观测-2拍摄的悉尼歌剧院(左)与世界观测-3拍摄的悉尼歌剧院对比

该卫星的平台和CAVIS大气监测装置由鲍尔宇航公司制造,Exelis公司负责超光谱设备制造,包括望远镜、敏感器、短波红外系统等,使世界观测-3成为第一颗载有此类设备的商业卫星。作为世界观测-3的用户,必应和谷歌地图将迎来更高分辨率的时代,这得益于美国政府放宽商业图像分辨率的限制。今后,必应和谷歌地图用户只需轻点几下鼠标,就能够看到几乎世界上任何地方的大街小巷,能够在地图上看清井盖和邮箱。

链接:世界观测-3卫星使用CMG技术,可将从一个成像目标到另一个目标的回转机动时间从原来的30~40s提高到5s,地面200km的回转只需12s。其有效载荷是1台超光谱成像仪,由1台高性能望远镜(孔径1.1m)、1台成像敏感器和1个短波红外系统组成。卫星共覆盖29个谱段,包括1个全色谱段、8个多光谱谱段、8个短波红外谱段和12个CAVIS谱段,天底点全色分辨率0.31m,多光谱分辨率1.24m,短波红外段分辨率3.7m,CAVIS段分辨率30m;非天底点全色分辨率(20°)分辨率0.34m,多光谱分辨率1.38m,短波红外段分辨率4.1m,幅宽13.1km,支持图像拼接和立体图像的多测绘带成像,单次通过时可获得5个测绘带,给出区域为66.5km×112km的图像;单次通过立体成像时,可获得两个测绘带,区域为26.6km×112km。地球任意位置可获得重访时间小于1天、地面分辨率优于1m的图像。非天底点≤20°的重访时间约为4.5天。CAVIS敏感器用于提供大气监视数据,修正透过轻雾、尘埃和其他大气阻碍获得的高分辨率图像

12月12日,宇宙神-5火箭发射,成功将国家侦察局的秘密卫星送入太空。

2 俄罗斯小打小闹

2月16日,苏联时期发射的宇宙-1220侦察卫星在坠入地球,溅落点位于太平洋上,17日也有一些卫星碎片坠入大气层燃尽。坠落前卫星的轨道周期为88.32min,轨道倾角64.92°,远地点高度204km,近地点高度193km。该卫星是处女地-2系列电子侦察卫星,1980年11月4日升空,重量约3,300kg,轨道高度420km,但是仅运行两年就在1982年6月20日失效了。美国航空航天局称大量轨道垃圾可对空间站的安全构成威胁:截止2013年10月,根据美国的观测消息,共发现超过800个空间碎片对“国际空间站”构成了潜在威胁,其中10%是废弃航天器零部件等,其次是火箭发射后所留下的碎片或者抛弃的部件,比如火箭第三级所丢弃的零部件等。来自轨道碎片项目办公室的一份简报称,最大的轨道碎片可达到数吨重。

5月7日,联盟-2.1a火箭发射,成功将琥珀-4K2M-9 (Yantar-4K2M-9或Kobalt-4K2M-9,又叫钴-M-9 (Kobalt-M-9)或宇宙-2495(Kosmos-2495))大型光学成像侦察卫星送入太空。该卫星属于琥珀-M系列卫星,由进步中央特种设计局研发、OAO兵工厂制造,使用Yantar-4K2M平台,重6,600kg,尺寸Φ2.7×6.3m。该卫星包括3个舱:服务舱、仪器舱和有效载荷舱。服务舱长1.2m,包括卫星推进系统;仪器舱长约1m,包括所有的支持系统、电池、导航设备、图像系统和姿控系统;有效载荷舱包括光学成像系统,分辨率0.3m,成像期间可降低近地点至150km。胶片由2个再入舱返回地面,再入舱形状是直径不到1m的球形,在轨飞行和采用再入时采用自旋稳定方式,并可根据所需图像的数量和需要程度随时返回,除上述2个再入舱外,主载荷舱将在卫星任务末期返回地面,将剩余的胶片带回。它运行在高241~482km的轨道,载有高分辨率相机能拍摄全球的军事设施、部队调动和其他目标等,具有先进的侦察和陆地测绘能力,可在执行任务中将拍摄的照片传回地球。9月3日,该卫星再入大气层并爆炸。

俄罗斯琥珀-4K2M-9侦察卫星

7月8日,联盟-2.1b/“弗雷盖特”火箭发射,成功将7颗卫星送入太空。它们包括气象-M 2 (Meteor-M2)卫星及6颗小型卫星。气象-M2卫星是俄罗斯第二颗第四代气象卫星,由全俄机电科学研究所研制,重2,700kg,其中有效载荷重1,200kg,载有光学和微波遥感载荷,用于搜集全球及地区性的云层、地表、冰面等图像,搜集数据以确定海平面温度、大气中臭氧含量、近地空间状况等。其他6颗小型卫星中包括美国地球遥感卫星天空卫星-2(SkySat-2)、英国微型科学卫星、挪威微型海洋监控卫星(AisSat-2),MKA-FKI,DX-1,TechDemoSat-1,UKube-1等。

俄罗斯气象-M2气象卫星与火箭对接

7月,1颗编号为宇宙-2479的眼睛-1(Oko-1)地球静止轨道卫星因故障退出现役并失去控制,使得俄罗斯导弹预警卫星系统仅剩两颗卫星在轨运行。这意味着作为俄罗斯导弹预警系统最重要的天基侦察系统基本无法运作。该卫星是2012年3月升空的一颗71X6型地球静止轨道卫星,由拉沃奇金航天科研生产联合体研制,设计寿命为5~7年,造价约为15亿卢布(约合4,500万美元)。据相关知情人士的解释,2014年初这颗卫星上的进口电池设备就已失效,随后实施的重启方案最终也未能成功。2014年4月份,卫星完全停止发送信号并脱离地面控制。无奈之下,俄罗斯军方不得不宣布将这颗卫星从现役序列中除名。

眼睛-1卫星系统是苏联时期研制并开始部署的导弹预警体系中针对美国本土的天基早期预警系统,最早构建于1967年,1976年开始投入战斗值班。这一系统的卫星大部分采用大椭圆轨道,远地点在北半球,轨道高度约40,000km,近地点在南半球,轨道高度约600km,卫星运行周期约12h,其中8h位于北半球上空,如要提供24h监视,需在这样的轨道上等距离部署3~4颗卫星。苏联解体后,俄罗斯对该系统进行了更新和补充,以确保其从太空对美国弹道导弹发射场保持持续侦查和预警美国洲际弹道导弹发射的能力。不过,由于俄罗斯国力下降和技术水平的不稳定,1991年至今俄罗斯共发射的8颗地球静止轨道卫星中,工作时间达到设计寿命5年以上的仅有2颗。此次发生故障退役的宇宙-2479就是这8颗中最后一颗升空的卫星。之前的宇宙-2440静止轨道卫星2008年6月发射升空,但也是到2010年2月就夭折了。

维持俄罗斯眼睛-1系统最低限度的运行至少需要2颗卫星,全面运行则需6颗卫星。目前,宇宙-2479是该系统中惟一一颗静止轨道卫星,随着它的退役,目前该系统正常运行的只剩2颗73Д6型高椭圆轨道卫星。俄罗斯国防部消息人士向报纸承认,由于在轨卫星短缺,眼睛-1卫星系统每昼夜有效值守时间只有3h。俄罗斯军方和航天工业内部对于导弹预警体系和眼睛-1卫星系统的批评由来已久。2005年,时任俄罗斯航天部队副司令的奥列格·格罗莫夫将军就曾在俄联邦上议院对议员们抱怨称,现有的71X6型和73Д6型卫星已经过时且毫无希望,但即便这样的导弹预警卫星俄罗斯也没法达到在轨配置的最低要求。然而,在新产品研发乏力的情况下,2011年“过时且毫无希望”的71X6型宇宙-2479卫星仍然以15亿卢布的高价在专业人士的批评声中列入了俄国防采购案。

除了卫星预警系统外,俄罗斯的地面雷达系统是俄军惟一可用于探测弹道导弹来袭的可靠手段。苏联的弹道导弹预警雷达站最早见于1962年,经过多年发展,在苏联解体前已成为比肩美国的巨型雷达防御系统。然而苏联解体使这一系统彻底瓦解:苏联国境线周边的8个雷达站只有3个在俄罗斯境内,设在加盟共和国的多个面向欧洲的雷达站在解体后被废弃,俄罗斯严峻的经济形势也使该系统一度缺乏良好的维护。

直到普京时期,俄罗斯才开始着手通过建设新的远程弹道导弹预警雷达站来重建本国的雷达网。俄罗斯计划在本国四周建设5~6座“沃罗涅日-DM”新型雷达站。目前,在克拉斯诺达尔、列宁格勒地区、加里宁格勒和伊尔库茨克地区的“沃罗涅日-DM”雷达已经全部投入战备值班。北极地区的雷达站也在兴建之中。“沃罗涅日-DM”雷达的探测半径达6,000km。尽管如此,2011年俄罗斯空天防御部队司令奥斯塔片科曾表示,俄罗斯军方要做的“不是更新航天梯队,而是要建立一体化航天系统,该系统应具有导弹预警职能”。2012年俄军方曾拨款研发全新的“一体化航天系统”,但时至今日俄军方并没有发布任何有关该项目进展的消息。在全新系统诞生前的很长一段时间内,俄罗斯将没有可靠弹道导弹太空预警卫星系统可用。

俄罗斯“秃鹰-E”军民两用遥感卫星

12月19日,“天箭”火箭发射,成功将“秃鹰-E”(Kondor-E)军民两用卫星送入太空。该卫星是由俄罗斯机械制造工艺科学生产联合体为俄罗斯国防部和外国定货商研制的小型遥感卫星,质量为1,150kg,信号传输速度最高可达350Mb/s,设计寿命为5年,运行轨道高500km,用于接收、储存、加工、向地面传送电磁波高清遥感信号。“秃鹰-E”的首次发射是在2013年6月27日。

3 欧洲哨兵亮相

欧洲哨兵-1A卫星在轨运行示意图

4月3日,联盟-ST火箭发射,成功将哨兵-1A环境监测卫星送入太空。该卫星是欧洲“哥白尼”(原名“全球环境与安全监测系统”)计划的首颗卫星,由泰雷兹-阿莱尼亚宇航公司制,采用“意大利多应用可重构平台”(PRIMA),总功率4.8kW,寿命末期功率4.4kW,尺寸为3.9m×2.6m×2.5m,质量为2,300kg(其中有效载荷质量945kg),运行在高度693km,倾角98.18°的太阳同步轨道,12天可对全球观测一次,设计寿命7.25年,燃料可维持12年。

其优势是装有先进的C频段合成孔径雷达,它由空中客车防务及航天公司研制,中心频率为5.405GHz,带宽为0~100MHz;雷达天线为可展开的平板相控阵天线,类型为裂缝波导辐射器,尺寸为12.3m×0.821m,质量为880kg,数据量化为10bit。它有4种成像工作模式,最高分辨率5m,幅宽250km,能在任何天气情况下不分昼夜提供欧洲、加拿大和极区的陆地和海洋表面实时图像(可在石油泄漏时对欧洲近海水域进行监测);在发生危机时(例如,洪水或地震),能对其进行快速响应;可对船运区域进行定期监视,绘制海冰图像,为海上交通提供有关风浪的信息,实时跟踪土地使用方式的变化及土地的沉降情况。

“哨兵”系列地球观测卫星是欧盟“哥白尼”计划的重要组成部分,目的是帮助欧洲进行环境监测和满足其安全需求,主要用来观测陆地和海洋环境,同时为应对和管理自然灾害提供帮助。为了实施“哥白尼”计划,欧洲航天局专门研制6颗“哨兵”系列卫星,包括哨兵-1~3,它们具有不同的任务分工,每个系列分别包括A,B两颗完全相同的卫星,每4天重复进行一次全球扫描覆盖;还在研制搭载在其他卫星上的哨兵-4,5,6有效载荷。哨兵-2是高分辨率、高重访率的多光谱成像卫星,由空客防务及空间公司研制,设计寿命为7年,5天可对全球观测一次,主要用来监测土地环境,包括陆地植被、土壤以及水资源、内河水道和沿海区在内的全球陆地观测。哨兵-3是全球海洋和陆地监测卫星,由泰雷兹-阿莱尼亚宇航公司研制,设计寿命7.5年,主要用于监测全球陆地、海洋植被和大气环境。哨兵-4主要致力于大气监测。哨兵-5可从极地轨道监测大气。哨兵-6主要对海洋气候进行研究,并通过雷达高度计测量全球海平面的高度。“哨兵”卫星不重复欧航局已经计划发展的能力,而是补充其能力。

西班牙的德莫斯-2卫星标识

6月19日,西班牙的德莫斯-2(Deimos-2)高分辨率卫星和37颗微小卫星由俄罗斯“第聂伯”火箭送入太空。德莫斯-2由韩国卫星技术研究中心开创公司为伊莱克诺德莫斯公司研发,采用SI-300平台,轨控、机动和精确成像指向时使用霍尔效应推力器,并使用双冗余系统,重量310kg,功率450W,载有多光谱推扫式成像仪,全色分辨率为0.75cm,幅宽12km,设计寿命7年。它每天能对地拍摄覆盖150,000km2的图片,主要用于农业、环境、气候变化、危机管理与突发事件、火灾与洪灾、民用保护、国防、情报和边境控制等。

法国斯波特-7卫星示意图

6月30日,欧洲斯波特-7(SPOT-7)和分属德国、加拿大和新加坡的4颗微小卫星由印度“极轨卫星运载火箭”火箭送入太空。斯波特-7高分辨率宽幅成像卫星由欧洲空客防务与空间公司研制,采用AstroSat-250平台(该平台特点是采用1个故障容错结构,使用控制力矩陀螺进行卫星的快速机动),尺寸1.55m×1.75m×2.7m,质量720kg,功率1.2kW,寿命10年,运行在高600km的轨道。它载有新型AstroSat光学成像模块仪(NAOMI),幅宽60km,全色图像分辨率2m,多光谱图像分辨率达8m。其他4颗卫星分别为:德国航天中心研制的AISat-1卫星(14kg,载有了一个自主识别系统试验传感器用于跟踪海面船只),加拿大一对相似的先进纳航天试验卫星-4,5(CanX-4,5,每颗卫星质量15kg,演示“在轨编队飞行”)、新加坡南洋技术大学学生设计研制的Velox-1卫星(7kg,收集和传输对地图像)。

4日本大显身手

2月28日,H-2A火箭发射,成功将“全球降水观测”项目的主卫星送入太空。该卫星由日本宇宙航空研究开发机构和美国航空航天局等共同开发,高6.5m,展开太阳能电池板后宽约13m,重约3,700kg。它载有双频降雨雷达和微波成像仪,可获得精确的雨量测量、动态云图信息、降雨过程,能够通过捕捉大气水滴反射,可每3h观测一次降水和降雪情况,并预测台风前进路线,尤其是能观测到此前雷达难以探查到的小规模雨雪天气,精确地观测全球降雨降雪情况,从而克服了此前升空的“热带降雨观测”(TRMM)卫星无法充分观测热带和亚热带降水的弱点。该项目可获得更为准确的气象数据,有助于提高天气预报的精确度,最为重要的是作为星座中其他卫星数据的标定参考。“全球降雨观测量”项目的副卫星是由信州大学、香川大学、筑波大学、鹿儿岛大学等日本高校各自研发的7颗小型卫星,目标是建立每2~4小时获得全球降雨数据的星座,获得全球降雨分布、动态云图、降雨过程和相关物理过程的信息。

日美合作研制的“全球降水观测”卫星

5月24日,H-2A火箭发射,成功先进陆地观测卫星-2送入太空。该卫星由日本宇宙研究开发机构、三菱电机公司联合打造,是先进陆地观测卫星-1 (2006年发射,2011年失效)的后继卫星,使用模块化设计,在分辨率、快速重访和大迎角观测方面得到改进。它长约3.2m、宽约3.6m、高约4.5m,重约2,000kg,载有相控阵L频段激光孔径雷达、小型红外相机和小型自动识别系统终端。相控阵L频段激光孔径雷达重548kg,小型红外相机采用商业现货产品,用于获得高分辨率雷达地球图像、地图绘制、资源管理、灾难监测和科学用途。升空后,先进陆地观测卫星-2打开长3m、宽10m的平面大型雷达,能够从高度约630km处向地面发射电波,捕捉地面微小的变化。其雷达由整齐排列的约1,000个小型天线构成,虽然这些天线是固定的,但是通过让卫星的姿态向左右倾斜,天线能够朝向希望观测的方向。

日本先进陆地观测卫星-2

与先进陆地观测卫星-1(2006年发射,2011年失效)870km的观测范围相比,先进陆地观测卫星-2的观测范围扩大到2,320km;其雷达的空间分辨率也从10m提高到1~3m,从而可以详细掌握灾害状况等。先进陆地观测卫星-2主要用于对地球陆地区域进行详细的健康核查,收集自然灾害和极地、热带雨林的变化、影响的数据,包括地震后发生的地壳变动、暴雨导致的大规模滑坡的发生地点等;迅速捕捉岩浆上升导致山体膨胀这一火山喷发的前兆,监视从地面难以观测的火山和活动中的火山;当灾害发生时,卫星在收到指令最短1h后就能进行紧急观测,观测数据最快一小时就能传送到地面。

此次发射还同时搭载了日本和歌山大学、东北大学等机构研制的4颗小型卫星。其中的新兴-2 (Rising-2)由日本东北大学和北海道大学研制的对地观测卫星,分辨率5m,研究积雨云和上层大气闪电。其主要载荷是:高精度卡塞格伦望远镜,用于对地观测和瞬时发光现象观测,视场0.27×0.2°,对应地面3.3m×2.5m范围;辐射热计组作为红外成像仪,覆盖8~14μm光谱范围,用于获得积雨云区域、地表和沿海地区的图像,从而确定积雨云的温度,推出云的高度;2台闪电成像仪具有相同的探测器,但带通过滤器不同,用于探测瞬时发光现象;宽视场相机用于探测闪电和陆地伽马射线闪光的位置,星上安装的极低频接收机(VLFR)记录闪电的低频特征。其中大学国际编队任务-1(UNIFORM-1)由日本和歌山大学研制,目的是试验利用微卫星星座监视森林火灾的1套系统,以相对低的成本得到高分辨率。其有两台主要载荷:微测热辐射计组用于热红外光谱带(波长10~12μm)成像,在100km扫描带宽内实现100m地面分辨率;可见光成像仪,获取目标地点的高分辨率光学图像。另外2颗不是遥感卫星。

日本新兴-2卫星与研制团队

6月19日,合理可靠系统-3,4(Hodoyoshi-3,4)由俄罗斯“第聂伯”火箭送入太空。它们是东京大学研制的对地观测卫星,重点演示光学成像载荷,最大功率100W。前者尺寸0.5m×0.5m×0.65m,重6 0 k g,载有1台低分辨率相机,可实现幅宽491.5km、地面分辨率200m;1台中分辨率成像仪,可实现幅宽82km、地面分辨率40m。后者尺寸0.5m×0.6m×0.7m,重量66kg,载有演示用高分辨率光学成像载荷,使用推扫式敏感器获得地球图像,分辨率5m,幅宽30km,重3.5kg,孔径15cm,焦距10cm,覆盖4个谱段。它们还都载有一个存储转发载荷,用于获取全球分布的水位监视敏感器数据,工作在400MHz的UHF频段,采样频率10kHz或40Hz,存储容量16GB。

日本合理可靠系统-3,4等卫星准备由俄罗斯“第聂伯”火箭发射

日本新一代气象卫星——向日葵-8

10月17日,H-2A火箭发射,成功将日本新一代气象卫星——向日葵-8(Su n f lower-8,Himawari-8)送入太空。该卫星由三菱电气公司研制,重约3,500kg,设计寿命达到15年以上,卫星所载有的观测仪器设计寿命为8年以上,定点在140.7°(E)地球静止轨道,预计2015年夏季前后接替向日葵-7进行气象观测。它的有效载荷性能大幅提升,增加了观测频率和光谱,画面由黑白变为彩色,分辨率也实现了倍增,能为云层、其他气象条件甚至是火山灰、大气气溶胶的监测提供前所未有的观测精度。其上的可见光和红外扫描辐射计为Exelis公司研制的“先进向日葵成像仪”(AHI),它与Exelis公司为美国国家海洋和大气管理局研制的“先进基线成像仪(ABI)”较为相似。

5 中国叱咤风云

中国风云-3C极轨气象卫星

5月5日,风云-3C极轨气象卫星在轨交付仪式在京举行,中国航天科技集团公司向中国气象局在轨交付了风云-3C极轨气象卫星。该卫星是2013年9 月23日从太原卫星发射中心成功发射的。2013年10月~2014年1月,中国气象局对该卫星进行了3个月的在轨测试,测试结果表明,风云-3C系统功能正常,性能良好,各项功能、性能指标符合任务书要求,且优于风云-3A,3B,设计寿命从3年提高到5年,搭载了12台(套)遥感仪器,部分有效载荷进行了升级换代,实现了高时效的全球中高分辨率光学成像观测能力、高精度的大气温度湿度垂直分布探测能力,在国际上处于先进水平,提升了我国气象卫星的国际地位和国际影响力。该卫星投入试运行以来,其数据和产品已经在日常天气预报、应对气候变化以及内蒙古火情、渤海湾冰情、青海积雪、春季沙尘、广东大暴雨天气过程等监测方面发挥了重要作用,同时也在雪龙号救援、马航失联客机搜寻、韩国客轮沉没事故等全球突发事件气象保障工作中作出了贡献。

风云-3C是我国第二代极轨气象卫星中的首颗业务星,其成功发射与运行,标志着第二代极轨气象卫星由科研试验型向业务服务型的转变,是我国气象卫星发展的重要里程碑。它投入业务运行后,接替了2008年发射的风云-3A试验星,与风云-3B试验星一起形成上、下午星组网观测,实现了全球、全天候、多光谱、三维、定量对地遥感探测,确保了我国极轨气象卫星业务的连续稳定运行,为全球自然灾害、环境监测和应对气候变化提供更多更好的观测资料,进一步提升我国对全球大气、陆地和海洋的监测能力。

该卫星资料通过卫星直接广播、中国气象局数据广播系统和气象卫星数据服务网等方式,为用户提供服务,同时还通过世界气象组织全球通信系统向全球用户分发。现在风云-3的国内外注册用户数量超过了2万,地面应用系统每天处理的数据量达到了2.6TB,成为国内规模最大的卫星资料地面接收处理系统。风云-3的观测资料和产品已广泛应用于天气预报、气候预测、灾害监测、环境监测、军事活动气象保障、航天发射保障等重要领域,在台风、暴雨、大雾、沙尘暴、森林草原火灾等监测预警中发挥着重要作用。

目前,世界上已有80多个国家在使用“风云”卫星的监测数据,不少国家的天气预报依赖于“风云”卫星。

4月14日~17日,第31届空间与重大灾害国际宪章(简称“宪章”)理事及执行秘书会议在北京召开。此次会议上,我国高分-1、风云-3C正式列为中方宪章值班卫星。此前,实践-9A星为我国宪章值班卫星。此次会议由中国国家航天局主办,中国国家航天局、欧洲空间局、法国国家空间研究中心、加拿大航天局、美国国家海洋与大气管理局、印度空间研究组织、阿根廷空间委员会、日本宇宙航空研究开发机构、美国地质调查局、英国国家航天局、德国航空航天中心、韩国航空宇宙研究院、巴西国家太空研究院、欧洲气象卫星组织、俄罗斯联邦航天局等15个正式成员机构参加了此次会议。国家减灾委、中国气象局、中国航天科技集团公司等国内有关部门代表也应邀出席了此次会议。

空间与重大灾害国际宪章由欧洲航天局、法国国家空间研究中心、加拿大航天局于1999年发起,是目前影响最大的空间减灾合作机制。其基本宗旨是加强国际间的人道主义合作,通过利用成员机构提供的卫星资源,向遭受重大自然灾害的国家和地区无偿提供相关卫星数据和信息,用以进行灾害监测与管理、紧急救援与灾后重建。十余年来,已为世界范围内的洪灾、滑坡、森林火灾、地震和飓风等近500次重大自然灾害提供了卫星遥感影像和技术支持。会议签署了30届宪章理事会会议纪要,审议通过俄罗斯联邦航天局作为正式成员加入宪章,并就宪章在半年轮值期内的启动与运行情况、机制扩展和规则的完善、与其他国际组织的合作等重点问题进行了深入讨论。会上还通报了宪章运行所需系统及软件工具的开发和运行、与其他国际组织在扩大宪章使用范围方面的沟通及合作情况,举办了宪章项目经理人培训。

据介绍,中国国家航天局代表我国作为正式成员加入宪章以来,会同民政部、中国气象局、中国航天科技集团公司等部门,充分利用宪章机制,在汶川地震、玉树地震、舟曲泥石流等重大自然灾害发生后累计17次紧急启动宪章,获得大量卫星遥感数据与产品,为灾害应急评估提供了有效的信息支持与服务。2014年3月11日,中国国家航天局针对马航失联客机紧急启动了宪章,协调法国、英国、德国、美国等卫星资源,对失联客机疑似海域进行大面积重复联合观测,支持搜救工作。此外,中国积极响应宪章请求,为世界范围内的减灾救灾工作提供空间技术支持,先后为澳大利亚森林火灾、巴基斯坦洪水、日本地震海啸等提供了大量卫星遥感数据,体现了我国作为航天大国的责任和义务。

7月21日,在委内瑞拉首都加拉加斯召开的第十三届中委高级混合委员会闭幕式上,中国航天科技集团公司董事长雷凡培与委内瑞拉科技与创新部部长马努埃尔·费尔南德斯签署了《关于委内瑞拉遥感卫星-2项目的协议》。中国国家主席习近平、委内瑞拉总统马杜罗共同见证了合作协议的签署。合作协议指出,双方在航天领域的良好合作关系有利于委内瑞拉技术能力的发展、提高;双方已就合同文本达成一致,并可进行委内瑞拉遥感卫星-2项目合同签署等相关工作。中国航天科技集团公司所属中国长城工业集团有限公司将作为委内瑞拉遥感卫星-2项目的总承包商,会同运载火箭、卫星、发射测控、地面应用等分包商承担委内瑞拉遥感卫星-2的设计、制造、总装、测试、发射和应用处理任务,向委方在轨交付一颗遥感卫星,并提供配套的地面测控、接收和数据处理设备以及相关的培训和服务。

8月9日,长征-4C火箭发射,成功将遥感卫星-20送入太空。该卫星是由中国航天科技集团公司所属东方红卫星有限公司抓总研制,主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。

8月19日,长征-4B火箭发射,成功将高分-2卫星送入太空。该卫星载有2台分辨率为1m(全色)/4m(多光谱)组合而成的相机,相机采用了小相对孔径的设计理念,重量和体积为传统方案的1/3,达到国际先进水平,是我国目前焦距最长、分辨率最高的民用航天遥感相机,也是国际上同等分辨率幅宽最大的遥感相机,使国产光学遥感卫星空间分辨率首次优于1m,标志着我国民用遥感卫星进入亚米级“高分时代”。

其研制在诸多方面实现了技术突破,实现了亚米级空间分辨率、多光谱综合光学遥感数据获取,攻克了长焦距、大F数、轻型相机及卫星系统设计难题,突破了高精度高稳定度姿态机动、高精度图像定位,提升了低轨道遥感卫星长寿命高可靠性能,对推动我国卫星工程水平提升,提高我国高分辨率对地观测数据自给率具有重要意义。

高分-2拍摄的天山天池融合影像图

中国高分-2卫星示意图

高分-2卫星是我国高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)首批启动立项的重要项目之一,具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速姿态机动能力。卫星获取的高分辨率数据将为在国土资源调查与监测、城市精细化管理、综合交通服务、林业调查与监测等领域发挥重要作用,最大限度满足用户需求,给人们的生产生活带来便利。其主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家林业局等部门,同时还将为其他用户部门的有关区域提供示范应用服务。

它已与先期在轨运行的高分-1卫星相互配合,推动了高分辨率卫星数据应用,进一步完善了我国高分专项建设,推动了高分辨率卫星数据应用,为土地利用动态监测、矿产资源调查、城乡规划监测评价、交通路网规划、森林资源调查、荒漠化监测等行业和首都圈等区域应用提供服务支撑。2015至2016年,我国有望发射具有1m分辨率、全天时全天候对地观测能力的雷达遥感卫星—— 高分-3,具有分钟级对地持续监测能力的高轨光学遥感卫星高分-4,以及具有纳米级光谱分辨率的可对大气成分进行综合探测的高分-5。

9月8日,长征-4B火箭发射,成功将遥感卫星-21和天拓-2卫星送入太空。其中的天拓-2由国防科技大学研制,是我国首颗采用视频成像体制的微卫星,尺寸为515mm×524mm×685mm,重量为67kg,属于微卫星,有效载荷为4台不同性能的摄像机,可实现对地最高5m分辨率的视频成像,设计寿命大于90天。其主要任务是进行视频成像与实时传输、动态目标连续跟踪观测等科学试验,为发展高分辨率视频成像卫星奠定技术基础。该卫星具有实时视频成像、人在回路交互式操作、基于网络的远程操作控制等功能,能实现对动态运动过程的连续观测和跟踪,获取观测区域的视频数据。作为一种新型对地观测卫星,在资源普查、灾害监测、动态事件观测等方面具有广泛的应用前景。它采用了80%的工业级元器件和70%的商业现货部组件,科研人员通过空间环境适应性改造、加固、筛选与环境实验,实现了卫星研制的低成本和高可靠,在视频成像体制、交互式操作、网络操控、工业级元器件筛选及加固等方面,取得了一系列技术突破。

如果遇到地震、水灾等突发自然灾害以及渔船遇险等情况,天拓-2卫星观测的动态影像即可发挥作用,实时传回的数据能帮助救灾部门快速判断、决策。该卫星的红外摄像机可对发生火情的森林进行观测,通过温度感应,判断火灾蔓延情况和趋势,查找火源地点。利用相应的数据分析技术,未来卫星的应用领域还可不断拓宽,譬如监控粮食作物的健康状况、输油管道的安全性、记录某一地区的天气变化或依据交通情况来分析该地的基础建设是否合理等等。天拓-2卫星的应用,也是中国航天科技集团与高校良好合作的案例。前者为卫星的生产和搭载发射提供帮助,另一方面,从天拓-1卫星开始,其课题组申请的多项专利已向航天工业部门转化。

10月20日、11月15日、11月20日、12月11日、12月27日,长征-4C,2C,2D,4C,4B火箭先后发射,分别成功将遥感卫星-22,23,24,25,26送入太空。它们主要用于科学实验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。

11月21日,“快舟”小型火箭发射,成功将快舟-2卫星送入太空。该卫星主要用于突发灾害监测等领域。执行此次发射任务的“快舟”小型固体运载火箭由中国航天科工集团公司研制,采用了国际首创的星箭一体化技术,可实现快速集成、快速测试、快速发射,在国内首次采用栅格舵控制技术,是我国首个具有快速集成、快速入轨能力的小型固体运载火箭,创造了我国航天发射的最快纪录,使我国航天发射运载工具由液体运载火箭拓展到固体运载火箭,初步形成了我国亟需的空间快速响应能力。该火箭可在自然灾害突发或地面监测和通信系统发生故障时,实现卫星的快速发射和空间部署,及时获取灾害情况信息,为减少灾害损失和组织抗灾救灾创造条件。

“快舟”火箭集中了大量新技术、新方法。要想更快,首先要更轻。比如对某一机构的改进上,要将其尺寸和重量缩小至原有产品的1/5。经过近50次试验调试,最终实现了技术和材料的升级更新。重量减了,运载能力还得满足要求,经院士专家评定,“快舟”火箭的运载系数处于国际领先水平。“快舟”运载火箭是国家“863计划”的重要成果,共有132项专利,可实现快速集成、快速测试、快速发射,并能满足多种不同应用需求。星箭一体化等多项创新,使“快舟”的运载能力较传统火箭大幅提升。通过成熟技术和研制流程创新,发射费用大幅降低。据介绍,目前小型固体运载火箭的国际商业发射服务提供商主要以美国、俄罗斯、欧洲为主。“快舟”火箭较好地实现了成本控制,可以提供更优质、经济的国际商业发射服务,满足各类空间应用和科学实验对灵活进入空间的需求。

由于较好地实现了成本控制,“快舟”小型固体运载火箭将使军民融合工作向前迈进一大步,它可以提供更加优质、经济高效的国际商业发射服务,满足各类空间应用和科学实验对灵活进入空间的需求。

12月7日,长征-4B火箭发射,成功将“中巴地球资源卫星”的04星送入太空,这是“长征”系列运载火箭的第200次发射,继俄罗斯3年发射100次、美国5年发射100次之后位列世界第三,也是世界上第三个独立完成200次航天发射的国家,标志着我国进入空间能力迈上了新台阶。其中,完成第一个100次发射历时37年,成功率为93%;完成第二个100次发射仅历时7年,成功率98%,与欧洲“阿里安”火箭的可靠性并列第一,超过了美国(97%)和俄罗斯(91%)。从1970年至今,“长征”系列运载火箭先后有13种型号投入使用,完成了五次重大的技术跨越。目前,我国航天发射任务组织管理能力、综合试验能力、高密度发射能力、国际商业发射服务和开展国际航天合作能力不断提高,满足了发射低、中、高不同轨道、不同类型航天器的需求,形成了多星多箭并行测试、快速发射评估、快速射后恢复、快速状态转换、“零窗口”发射等核心技术。“长征”系列运载火箭的生产能力也得到了极大改善,由1998年的年产8发火箭,提升到目前的21至22发,实现了组批投产。

“中巴地球资源卫星”的04星示意图

“中巴地球资源卫星”的04星是首颗成功进入预定轨道的第二代“中巴地球资源卫星”,由中巴联合出资研制,按出资比例负责卫星研制工作,主要目的是在保持卫星数据连续性的基础上,提升有效载荷性能,满足中巴两国用户的图像数据需求。卫星配置了4台光学遥感载荷,中方负责一台分辨率为5m/10m的全色多光谱相机和一台分辨率为40m/80m的红外多光谱扫描仪,巴方负责一台分辨率为20m的多光谱相机和一台分辨率67m的宽视场成像仪机。卫星平台部分包括结构、电源、热控、测控、数管、姿轨控和总体电路共七个分系统,其中的热控、数管、姿轨控和总体电路分系统为中方负责。卫星主要应用于国土、林业、水利、农情、环境保护等领域的监测、规划和管理。相比“中巴地球资源卫星”01星、02星,04星提高了空间分辨率,增加了传感器和谱段数,获取的5m全色、10m多光谱等影像图,可广泛应用于中国和巴西农作物估产、环境保护与监测、国土资源勘查和灾害监测等多个领域,满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求。

12月8日,该卫星分辨率为5m/10m的全色多光谱相机、20m的多光谱相机、红外多光谱扫描仪首次开机成像,中国科学院对地观测中心密云接收站和喀什接收站顺利完成数据接收。承担卫星数据接收任务的是中国遥感卫星地面站的陆地观测卫星数据全国接收站网,由位于北京密云、新疆喀什、海南三亚的接收站与北京航天城站网本部组成。密云站率先成功接收到首轨卫星遥感图像数据,并即时传输到100km以外的北京本部,在站网运行管理系统上实时显示出来,这是国内首次实现陆地观测卫星首轨数据全分辨率影像远程实时显示。本次卫星接收任务在技术方面又有重要突破,主要包括首轨遥感数据接收全系统自动化运行、首轨遥感数据全分辨率图像实时处理、首轨遥感数据高速传输与全分辨率图像远程实时显示等。此后,三亚站、喀什站成功完成对04星首发数据获取、传输及快视任务。中国资源卫星应用中心完成标准产品生产,形成了首批影像图。

12月9日,中国国家航天局对外公布了中巴地球资源卫星的04星成功获取的首批影像图。该批影像图图像清晰、色彩丰富、质量优良,达到设计要求,这是04星取得的重大阶段性成果。当天,中巴两国航天局还签署了双方关于后续卫星合作项目的意向书。据了解,中巴两国后续将继续开展“中巴地球资源卫星”的04A星的合作,预计于2017年前后发射。中巴将以04星数据合作为基础,开展遥感卫星图像处理、质量评估和交叉定标,积极推动双方在高分辨率遥感卫星数据分发、接收、处理等方面的地面合作,推动两国在防灾减灾、国土资源领域的应用合作。

12月31日,长征-3A火箭发射,成功将风云-2G(风云-2的08星)送入太空。该卫星是风云-2的03批地球静气象卫星工程的第二颗业务应用卫星,采取自旋稳定方式,设计寿命为4年,定点在99.5° (E)地球静止轨道。它载有2个主要载荷:扫描辐射计和空间环境监测器,其中的扫描辐射计包括一个可见光和四个红外通道,可以实现每半小时获取覆盖地球表面约1/3的全圆盘图像。它具备灵活区域的、高时间分辨率的加密扫描能力,能够针对台风、强对流等灾害性天气进行重点区域的6min加密观测,加密观测资料已在应对突发气象灾害及提高防灾减灾能力方面发挥了重要作用。据悉,风云-2的03批卫星共有3颗,是在02批基础上进一步改进的业务应用卫星,设计寿命由3年提高到4年,汛期观测间隔由30min缩短至15min,空间环境监测性能也成倍提升。

风云-2G进行了三项技术改进:进一步降低了由视场外地球目标引起的红外杂散辐射,进一步提高了黑体观测频次,进一步提高了后光路中主要光学部件的温度遥测分辨率。这三项改进措施将进一步的提高风云-2G定量化产品的反演精度,提高定量化应用水平。卫星主要用于获取可见光、红外云图和水汽分布图,收集气象、海洋、水文监测数据,进行展宽数字云图转发及信息传输,特别在台风、暴雨、大雾、沙尘暴、森林草原火灾等监测预警中将发挥重要作用,为各级政府防灾减灾提供准确的决策信息。是为国家开展气象预报和环境监测的重要天基平台。

至此,中国航天科技集团公司2014年宇航发射任务圆满收官。全年共执行15次宇航发射任务,将18个中外航天器送入预定轨道,完全成功率为100%。据统计,2014年世界各国共执行92次宇航发射任务,其中成功88次,失败2次,部分成功2次,完全成功率为95.65%。

风云-2G投入业务运行后,我国将拥有7颗气象卫星在轨“观风测云”,包括4颗静止气象卫星和3颗极轨气象卫星。它们一起形成“多星在轨、互为备份、统筹运行、适时加密”的新业务格局,以确保卫星组网观测业务的连续、稳定、可靠运行。

6 其他遥感卫星

4月9日,“沙维特”火箭发射,成功将地平线-10 (Ofeq-10)雷达成像侦察卫星送入太空。该卫星由以色列国防部研发部门和以色列航天工业有限公司(IAI)联合研制,装有1台高分辨率合成孔径雷达,此雷达重约100kg,功率1,600W,包括大型阵馈和可展开网状天线,工作在X波段,中心频率9.59GHz。其宽测绘带扫描合成孔径雷达模式分辨率8m,聚束模式分辨率优于1m,带条模式成像沿飞行方向分辨率3m,镶嵌模式(mosaic mode)下获取多个目标区域画面,组合形成给定区域的一幅较大图像,分辨率1.8m。

以色列“沙维特”火箭发射地平线-10雷达成像侦察卫星

4月16日,埃及-2(EgyptSat-2)卫星由俄罗斯联盟-U火箭成功送入太空。该卫星是埃及的第二颗地球遥感卫星,由俄罗斯能源火箭公司为埃及国家遥感和空间科学机构研制,采用559ГК通用卫星平台,重1,050kg,最大功率3kW,设计寿命11年,运行在700km、倾角51.6°的圆轨道。其多光谱分辨率达4m,全色分辨率1m,最大幅宽1,400km。光学成像器支持多种运行模式,包括单场景成像、路程成像(route imaging)、地图绘制和立体图像获取。卫星用于采集埃及周边地区的图像,绘制数字地图,研究尼罗河上游情况,并进行灾难管理以及矿物、水和其他资源评估。

以色列地平线-10雷达成像侦察卫星

4月30日,哈萨克斯坦的对地观测卫星-1 (KazEOSat-1)由欧洲“织女星”火箭成功送入太空。这是哈萨克斯坦首颗对地观测卫星,由欧洲空客防务与空间公司研制,哈萨克斯坦Gharysh Sapary公司运营。该卫星重约830kg,功率1,200W,使用AstroSat-500平台,预计工作寿命为7年零3个月,运行在高750km的太阳同步轨道。其主要载荷是新型AstroSat光学模块化仪器(NAOMI),重150kg,峰值功耗180W,可拍摄分辨率1m的全色和多光谱地面图像。该仪器曾用于斯波特-6等卫星中,高分辨率推扫式成像仪,包括热稳定性极高的碳化硅光学试验台、带时延综合探测器的焦平面组件、用于数据处理的后端电路、与航天器计算机交换数据和指令的接口。卫星的主要任务包括为哈萨克斯坦监测自然和农业资源、提供地图绘制数据和支援救灾。

6月19日,哈萨克斯坦对地观测卫星-2由俄罗斯“第聂伯”火箭成功送入太空。该卫星是中分辨率光学对地成像卫星,由欧洲空客防务与空间公司和英国萨瑞卫星技术有限公司联合研制,哈萨克斯坦航天局运营。它采用SSTL-150卫星平台建造,总重180kg,主要载荷对地成像系统(KEIS),分辨率6.5m,幅宽77km,运行在630km的太阳同步轨道,支持3种成像模式:图像条、立体成像和镶嵌成像。哈萨克斯坦对地观测卫星-1一起为政策制定提供资源监控和管理、土地利用计划和环境监测提供数据,可为农业和资源监测、灾害管理、陆地成像提供多光谱图像。它也可与高分辨卫星—— 哈萨克斯坦对地观测卫星-1一起构成了(哈萨克斯坦)民用航天遥感系统。

以色列地平线-10雷达成像侦察卫星

总之,世界遥感卫星在2014年大放异彩,新型卫星竞相升空,这也代表了航天的一种发展趋势。

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