太空问答

2019-12-25 10:39张晟宇
太空探索 2019年12期
关键词:电磁波波长微波

什么是遥感?

遥感,顾名思义就是遥远的感知。心有灵犀应该也算吧,我们睁开眼看世界就是遥感。不过这是广义的遥感,就是不接触就能了解。遥感作为一项技术来说就是就是用传感器去探测物体电磁波的辐射、反射特性。

其中卫星遥感是指将遥感器设置在卫星上,来感知地球。遥感卫星是真正的“千里眼”,它具有探测范围大、获取数据快等优点,解决了“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的难题。如今遥感技术已广泛应用于地质、海洋、气象、水文、农业、林业、测绘、军事、环保等领域。未来遥感技术将步入快速发展期,在更多领域改变我们的生活。

微波遥感有什么特点?

微波探测不受时间、空间限制,白天晚上都可以工作。因为它依赖的不是可见光,在有云的天气一样可以工作。微波可以穿透云层,有些波段甚至可以穿透树林和地面的土壤,因此微波遥感具有很重要的应用价值。

微波遥感也可以分为两种,一种是被动微波遥感,一种是主动微波遥感。被动遥感探测设备获取的是目标反射出来的信号,遥感探测器不用主动的发射信号;而主动微波遥感可以想象成一个拿着“手电筒”的遥感器,要看哪里看不清,就用“手电筒”照一照。当然这个“手电筒”发出的不是可见光,而是微波。

什么是高光谱遥感?

我们看到的阳光就是全色的,但实际上阳光包含了不同波长的光,而把这些光分出来按照波长大小顺序排列就得到了光谱。

那什么是光谱分辨率呢?你能看到彩虹的7种颜色,你的朋友能看到14种颜色,那么你朋友的眼睛就比你的光谱分辨率高。那么同样的光切分成10份就是多光谱,切成100份就是高光谱了。当然随着技术的发展还可以切成1000份,就是超高光谱了。

为什么最厉害的商用遥感卫星“世界观察-4”只是控制力矩陀螺故障就整星失效了?

不久前,最为先进的一颗商业遥感卫星“ 数字地球” 旗下的“ 世界观察-4”(WorldView-4)卫星,被宣布因为控制力矩陀螺仪(“CMG”)出现故障,导致卫星由于失去稳定轴而无法收集图像。

遥感卫星为了拍摄清晰的图像, 一般都会要求卫星运行得非常稳定。如果大家去过拍专业影片的工作室,就知道要运动着拍照片的话需要把三角架固定后安装到一个滑道上去,这样才能稳稳地拍出好片。“世界观察-4”可以在太空拍摄分辨率高达30厘米的图像,并实现3米的定位精度,需要确保卫星平台非常稳定,然而由于CMG的失效,等于是摄影师无法稳定地拿住相机,甚至都手抖到对不准拍摄对象,所以导致卫星完全失效。

大气窗口是什么?

生命得以在地球上出现,人类能在地球表面存活,多亏了有大气层。大气层吸收了像X射线,紫外线等能量很高的空间辐射,使得我们免受伤害。然而也阻挡了我们去认识宇宙。

电磁波承载着宇宙的信息,电磁波波长不同受到的大气吸收就不同。能够具备较高的透过率使得电磁波到达地面的波长范围称为大气窗口。地面的望远镜能够探测的就是从这些大气窗口透进来的来自宇宙的电磁波。概括起来主要就是光学窗口和微波窗口。

什么是空间分布式系统?

“分布式空间系统(DSS)”是指2颗及2颗以上卫星部署在同一或多个轨道上,通过相互协同来完成特定的空间任务,实现更有价值的空间系统。

目前,分布式空间系统还未完全形成一个受到各界普遍认可的类型划分。根据分布式空间系统的空间分布尺度、任务目标、系统内卫星同构性、卫星间的协同程度,可分为星座、空间编队(跟随、星簇和星群)、分散式卫星系统和联合式卫星系统。

目前,利用微小卫星构成空间编队和星座的应用模式越来越广泛。以美国为代表的国家为了应对未来复杂的空间态势,也在积极地推进空间系统的弹性化发展。其中,一个重要的思路就是采用多颗小卫星取代过去单一大卫星所实现的功能。这样既能降低成本,又能降低系统的安全风险。随着这些计划的发展,多颗小卫星之间通过协同来实现系统目标,越来越需要基于星间组网技术作为空间信息的基础支撑。

空间组网技术包含些什么?

空间组网从字面上来理解就是在空间中组建网络.那么我们类比地面的网络来说,它首先可以组建不同空间尺度上的网络。从相隔几十米的卫星之间组成局域网到覆盖整个太阳系的深空网;同时在结构上可以建立稳定关系的经典网络,也可以建立随时遇到随时组网的自组织网络等等。

根据空间拓扑动态和任务数据类型的不同,不同类型的分布式空间系统在不同的应用场景下需要采用不同组网技术。整体上,可以将分布式空间系统组网技术划分为两类:一类是拓扑关系与任务固定或者高度周期性变化的可预测组网技术;另一类是空间拓扑与任务不固定关系呈动态变化的不可预测组网技术,也可称为自组织组网技术。。

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