“硬核管家”來(lái)了，讓衛(wèi)星提供更多精準(zhǔn)服務(wù)
“硬核管家”來(lái)了，讓衛(wèi)星提供更多精準(zhǔn)服務(wù)
本報(bào)記者 彭冰 柳姍姍
《工人日?qǐng)?bào)》(2023年09月26日 06版)
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從首星升空到百星在天，“吉林一號(hào)”星座組網(wǎng)速度不斷加快，衛(wèi)星制造與發(fā)射成本不斷下降。研發(fā)人員通過(guò)衛(wèi)星實(shí)時(shí)獲取地面影像，再對(duì)這些影像進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，讓它們“活起來(lái)，會(huì)說(shuō)話”，高效服務(wù)各行各業(yè)。
北國(guó)金秋天高云淡，位于吉林長(zhǎng)春的北湖公園內(nèi)荷花搖曳，在公園不遠(yuǎn)處，有一座銀灰色樓體呈三橫一縱分布，從空中俯瞰好似一個(gè)“王”字，也被大家稱(chēng)為“天王樓”，這里就是我國(guó)第一家商業(yè)遙感衛(wèi)星公司——長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司的吉星樓。
8月25日12時(shí)59分，由該公司牽頭研制的“香港科大—雄彬一號(hào)”衛(wèi)星直飛天際，成功進(jìn)入預(yù)定軌道，至此，“吉林一號(hào)”衛(wèi)星星座實(shí)現(xiàn)108顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。
“吉林一號(hào)”是目前全球最大的亞米級(jí)商業(yè)遙感衛(wèi)星星座。
作為這個(gè)耀眼星座的“締造者”，長(zhǎng)光衛(wèi)星自2014年底成立以來(lái)，憑借自主技術(shù)在商業(yè)航天領(lǐng)域創(chuàng)造了多項(xiàng)第一，成為我國(guó)商業(yè)航天的開(kāi)創(chuàng)者和領(lǐng)跑者、東北首家獨(dú)角獸企業(yè)。
遙感開(kāi)發(fā)，讓衛(wèi)星影像“會(huì)說(shuō)話”
長(zhǎng)光衛(wèi)星發(fā)射的108顆“吉林一號(hào)”，目前都發(fā)揮了哪些作用？
該公司數(shù)據(jù)中心三室主任朱瑞飛這樣回答：“人造衛(wèi)星包括通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星4類(lèi)。我們深耕的是光學(xué)遙感衛(wèi)星，即通過(guò)衛(wèi)星實(shí)時(shí)獲取地面影像，再對(duì)這些影像進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，讓它們‘活起來(lái)，會(huì)說(shuō)話’，高效服務(wù)各行各業(yè)�！�
以長(zhǎng)光衛(wèi)星打造的一款“林業(yè)衛(wèi)士”App為例，其可幫助林業(yè)人員阻擊松材線蟲(chóng)——松材線蟲(chóng)是一種外來(lái)入侵物種，對(duì)我國(guó)天然針葉林構(gòu)成巨大威脅，但單靠人力排查松材線蟲(chóng)的分布無(wú)異于大海撈針。
不過(guò)，松材線蟲(chóng)體長(zhǎng)不足1毫米，茫茫林海中，它又是怎么被遠(yuǎn)在太空的衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的呢？
遙感應(yīng)用工程師曲春梅為記者解惑：“感染松材線蟲(chóng)后，松針顏色會(huì)由綠變黃再變紅，直至變成深褐色枯死，我們通過(guò)分析衛(wèi)星遙感影像中樹(shù)冠顏色的變化，就可鎖定松材線蟲(chóng)的出沒(méi)區(qū)域�！�
除了推出能辨色識(shí)蟲(chóng)的“林業(yè)衛(wèi)士”，長(zhǎng)光衛(wèi)星還開(kāi)發(fā)了能辨色識(shí)地的“農(nóng)業(yè)管家”。
手指電腦屏幕，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)成員鞏加龍對(duì)記者說(shuō)：“用肉眼看，所有農(nóng)作物都是綠色的，其實(shí)它們反射的太陽(yáng)光譜不同，由此可以區(qū)分出農(nóng)作物類(lèi)型，長(zhǎng)勢(shì)好壞也一目了然，綠色區(qū)域長(zhǎng)勢(shì)較好，紅色區(qū)域長(zhǎng)勢(shì)較差，把這些反饋給農(nóng)戶，就知道哪里需施肥，哪里要澆水了……”
記者看到，“吉林一號(hào)”傳回的衛(wèi)星影像上，道路、汽車(chē)、樹(shù)木清晰可見(jiàn)。遙感應(yīng)用工程師袁雪琪說(shuō)：“林區(qū)若有亂砍濫伐、私搭亂建，全逃不過(guò)衛(wèi)星的眼睛，包括出現(xiàn)火情、水患、地震等災(zāi)害，我們都可以第一時(shí)間將圖像處理好，提交有關(guān)部門(mén)以進(jìn)行科學(xué)應(yīng)對(duì)�！�
依托“吉林一號(hào)”星座，目前長(zhǎng)光衛(wèi)星已為農(nóng)林、水利、環(huán)保、交通等14個(gè)領(lǐng)域提供了150多項(xiàng)遙感服務(wù)，客戶遍布全球10余個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
“1箭41星”，源自衛(wèi)星“瘦身減重”
“從首星升空到百星在天，‘吉林一號(hào)’星座組網(wǎng)速度不斷加快的背后，是我們圍繞‘低成本、低重量、低功耗、高分辨’目標(biāo)，8年多來(lái)持之以恒的技術(shù)創(chuàng)新�！遍L(zhǎng)光衛(wèi)星黨委書(shū)記、副總經(jīng)理賈宏光告訴記者，迄今為止， 該公司已進(jìn)行4次技術(shù)迭代。
2015年10月，長(zhǎng)光衛(wèi)星以“1箭4星”形式首次發(fā)射其自主研制的“吉林一號(hào)”光學(xué)A星，揭開(kāi)了我國(guó)商業(yè)航天的大幕。今年6月，該公司又以“1箭41星”再次刷新了自身保持的中國(guó)航天單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量紀(jì)錄。
“傳統(tǒng)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)理念是‘平臺(tái)+載荷’，衛(wèi)星重量動(dòng)輒1~2噸，但我們的第一代衛(wèi)星是以載荷為核心設(shè)計(jì)，同等性能下把衛(wèi)星重量減到了420公斤。從第二代產(chǎn)品起，我們采用了星載一體化技術(shù)，使衛(wèi)星再度大幅減重……”長(zhǎng)光衛(wèi)星副總經(jīng)理、衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師鐘興介紹，如今，公司第三代衛(wèi)星的重量已減至40公斤級(jí)，最新型號(hào)的衛(wèi)星甚至降到20公斤級(jí)。
衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)輕量化后，一只火箭可攜帶的衛(wèi)星數(shù)量相應(yīng)增加，發(fā)射效率大幅提高，發(fā)射成本大大降低，“1箭41星”與“百星在天”由此實(shí)現(xiàn)。
更重要的是，隨著衛(wèi)星重量降至第一代衛(wèi)星的1/20，單星造價(jià)也從8000多萬(wàn)元降到了400多萬(wàn)元，且性能指標(biāo)優(yōu)于前代衛(wèi)星，定位精度更高、數(shù)據(jù)獲取和傳輸能力更強(qiáng)……
“隨著衛(wèi)星制造與發(fā)射成本的下降，衛(wèi)星圖片的價(jià)格降到了初期的1/10左右，這就使得越來(lái)越多的行業(yè)、企業(yè)可以消費(fèi)得起�！辟Z宏光介紹。
突破壁壘，進(jìn)一步提升性價(jià)比
隨著在軌衛(wèi)星數(shù)量的迅速增加，“吉林一號(hào)”星座每天拍攝的影像達(dá)到海量級(jí)別，如何提高數(shù)據(jù)的傳輸和處理速度，降低數(shù)據(jù)傳輸成本，迫在眉睫。
“衛(wèi)星一般依靠微波向地面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)，但微波頻段資源有限，常用的X頻段僅有375兆赫(MHz)，近年開(kāi)始應(yīng)用的Ka頻段也只有1.5吉赫(GHz)，難以滿足海量數(shù)據(jù)傳輸需求�！遍L(zhǎng)光衛(wèi)星信息通信技術(shù)研究室副主任孫偉告訴記者。
為破解這個(gè)難題，長(zhǎng)光衛(wèi)星攜手中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院積極開(kāi)展星地激光高速通信試驗(yàn)，即使用激光信號(hào)在地面與衛(wèi)星之間進(jìn)行通信，并于今年6月末取得成功，實(shí)現(xiàn)首次業(yè)務(wù)化應(yīng)用，完成了我國(guó)航空航天發(fā)展史上的又一次重大突破。
“星地激光通信不需要申請(qǐng)，也不用付費(fèi)，當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行到地面接收站的上方，激光就可以直接傳輸數(shù)據(jù)�！睂O偉打了個(gè)比方：“如果將微波頻段比作道路，那么X頻段是單車(chē)道，Ka頻段是4車(chē)道，而激光頻譜資源極其豐富，可容納成百上千車(chē)道，傳輸速度提高10~15倍，1秒鐘就能傳一部高清電影�！�
按照長(zhǎng)光衛(wèi)星的規(guī)劃，到今年底，“吉林一號(hào)”星座將實(shí)現(xiàn)138顆衛(wèi)星組網(wǎng)，具備對(duì)全球任意地點(diǎn)在10分鐘內(nèi)進(jìn)行重訪的能力；到2025年，實(shí)現(xiàn)300顆衛(wèi)星組網(wǎng)，每天至少一次全球無(wú)死角拍攝。
“隨著上天的衛(wèi)星越來(lái)越多，衛(wèi)星圖像的實(shí)時(shí)性與質(zhì)量越來(lái)越好。我們的核心目標(biāo)就是通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新，不斷提升衛(wèi)星的性價(jià)比，同步降低服務(wù)成本，最終實(shí)現(xiàn)用航天遙感數(shù)據(jù)服務(wù)全球70億人的愿景�！� 賈宏光說(shuō)。
