產(chǎn)校融合，輕小衛星研制闖新路
簡(jiǎn)燦良博士透露，“海絲一號”作為國內首個(gè)商用SAR衛星，依托于福建，又整合了國內優(yōu)勢企業(yè)單位的力量，項目的團隊既有高校、國企，也有國家級科研院所和民營(yíng)航空企業(yè)。中國電子科技集團公司第三十八研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“中國電科38所”）主要負責SAR載荷和地面應用系統的研制，長(cháng)沙天儀空間科技研究院有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“天儀研究院”）負責研制衛星平臺和測運控系統。
廈門(mén)大學(xué)借助強大的海洋科研實(shí)力，對衛星的主要技術(shù)參數以及觀(guān)測目標進(jìn)行了設計規劃，在衛星的研發(fā)過(guò)程中起到了引領(lǐng)作用，讓“海絲一號”成為一顆滿(mǎn)足科研需求、體現海洋特色的“訂制衛星”。
幾個(gè)團隊在各自負責領(lǐng)域精誠合作，歷時(shí)1年研制完成，讓這顆中國造SAR衛星具備輕小型、低成本、高分辨率特點(diǎn)。
據悉，“海絲一號”衛星僅重185公斤，與已發(fā)射的適用于海洋觀(guān)測的C波段SAR衛星動(dòng)輒幾千公斤的“噸位”相比，著(zhù)實(shí)輕巧不少。
耿旭樸說(shuō)，近年來(lái)，衛星產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展期，發(fā)射數量逐年大幅增長(cháng)。隨著(zhù)微電子技術(shù)、快速低成本發(fā)射和衛星模塊化等技術(shù)的不斷成熟，在衛星小型化浪潮推動(dòng)下，百公斤量級的SAR衛星應運而生了。傳統SAR衛星作為動(dòng)力的太陽(yáng)能板和信號天線(xiàn)是分開(kāi)的，“海絲一號”實(shí)現了兩者的集成，部件模塊化，自重也就下來(lái)了。無(wú)論是研發(fā)制造費用，還是發(fā)射費用，越輕小也就意味著(zhù)成本降低。
在短短一年多時(shí)間里，對標國際先進(jìn)指標，采用基于C頻段輕量化有源相控陣天線(xiàn)技術(shù)和一體化中央電子設備集成技術(shù)，“海絲一號”在SAR衛星領(lǐng)域進(jìn)行了一次技術(shù)集成創(chuàng )新試驗。其設計簡(jiǎn)潔、功能密度高，具有技術(shù)引領(lǐng)和示范效應。
據悉，“海絲一號”還裝備了主動(dòng)離軌裝置，如果衛星在若干年后的生命末期失效，會(huì )啟動(dòng)離軌裝置自行墜落，進(jìn)入大氣層后焚毀，不會(huì )變成“太空垃圾”。
根據設計，高清分辨率也是“海絲一號”的撒手锏，其特定區域的重返周期為3天。從目前傳回3米條帶模式成像圖像看，“海絲一號”與歐洲航空局Sentinel-1和加拿大RADARSAT-2衛星在地物特性獲取等方面基本上相當。
未來(lái)，成像分辨率達1米的超高清圖像更值得期待。
“海絲一號”發(fā)回的南極洲冰川SAR圖像
觀(guān)江瞰海，監測預警的一把利器
據簡(jiǎn)燦良介紹，2018年，福建省和國家航天局聯(lián)合制定了《衛星應用助力數字福建創(chuàng )新發(fā)展總體方案》，促進(jìn)“數字福建”從地上向空中拓展，從陸上向海上、海外拓展，構筑立體化、三位一體的信息保障體系。去年6月，福建省新基建三年行動(dòng)計劃出爐，其中提出“積極發(fā)展空天地一體化衛星互聯(lián)網(wǎng)”。“海絲一號”對于推動(dòng)數字福建、智慧社會(huì )的意義不言而喻。
“海絲一號”為福建叩開(kāi)了深空的大門(mén)，為后續海絲衛星星座組網(wǎng)奠定了良好的基礎。簡(jiǎn)燦良透露，后續計劃由多顆輕小型SAR衛星和多光譜水色小衛星組成“海絲”星座，輻射福建、我國東南沿海，甚至服務(wù)“一帶一路”沿線(xiàn)國家。
今年上半年，我省還計劃發(fā)射“海絲二號”衛星。這是一顆多光譜水色小衛星，也將延續產(chǎn)校合作模式。與“海絲一號”關(guān)注形變、物理變化不同，“海絲二號”側重于水體、水質(zhì)變化監測。
廈大海洋與地球學(xué)院商少凌教授解釋說(shuō)，“水色”就是觀(guān)測水的顏色，因為顏色變化可以反映出水體的健康狀況。比如說(shuō)近海赤潮的監測、水體浮游生物的監測等。兩顆衛星相互協(xié)作，將對衛星海洋遙感技術(shù)發(fā)展起到引領(lǐng)與示范作用，對近海形成立體的監測。
在科研方面，可以進(jìn)行海洋動(dòng)力與生態(tài)環(huán)境的綜合觀(guān)測，將大大提高對近岸和流域水體水質(zhì)的觀(guān)測能力，對全球變化背景下的海洋研究具有重要的科學(xué)價(jià)值。
在服務(wù)地方經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和防災減災方面，衛星數據還有更多的應用空間。
簡(jiǎn)燦良介紹說(shuō)，SAR遙感在自然資源監測、海洋環(huán)境監測與船舶識別、農產(chǎn)品估產(chǎn)與農業(yè)資源調查、地質(zhì)災害、水旱災害監測與防災減災、城市高層建筑、電力設施、交通設施、應急響應等方面具有廣泛應用場(chǎng)景，尤其對于復雜氣象條件下的應急遙感監測應用方面具有獨特優(yōu)勢。
他舉例說(shuō)，海洋監測可利用SAR全天時(shí)、全天候和二維高分辨率成像能力，實(shí)現對船只目標的檢測、定位和識別。利用SAR衛星資源，采取多種數據源相結合的動(dòng)態(tài)監測方式，與地面調查相配合，能夠及時(shí)、準確地發(fā)現填海造地問(wèn)題。
此外，當海面發(fā)生溢油事件，衛星可以探測油帶的位置、面積、油膜形態(tài)，判斷其漂移方向和漂移速度等，再結合海流運動(dòng)和風(fēng)場(chǎng)信息，可以分析評估其對海洋生態(tài)環(huán)境的影響。
在較大區域內，衛星還可以監測養殖網(wǎng)箱的分布信息，估計養殖密度，監督水下網(wǎng)箱，協(xié)調生態(tài)環(huán)境及養殖空間規劃間的關(guān)系。
不僅海域，陸域的監測應用也將得到拓展。借由衛星天眼看清地球，在遙感影像上智能追蹤人類(lèi)活動(dòng)的變化軌跡，加強觀(guān)測能力與數據處理能力，將進(jìn)一步實(shí)現“天上看、地上查、網(wǎng)上管”，提高我省自然資源信息化和管理水平，促進(jìn)資源管理、空間規劃、生態(tài)保護、民生建設等方面可持續發(fā)展。（福建日報記者 張穎）
