峻嶺


36000千米軌道高度、50米分辨率,這是我國在2015年12月發射的高分四號衛星,它填補了我國乃至世界高軌高分辨率遙感衛星的空白。
那么,什么是遙感衛星?利用遙感(探測)設備,從空間對地球及附近區域進行探測并獲取信息的衛星稱為遙感衛星。按功能分(民用還是軍用),它可分為商業遙感衛星和偵察衛星。偵察衛星是指獲取軍事信息(情報)的遙感衛星,也叫間諜衛星,如照相偵察、電子偵察、導彈預警等衛星。其中,照相偵察衛星又可分為光學、雷達、(光學與雷達)混合偵察衛星三類。光學偵察衛星主要通過可見光相機,對地球目標照相偵察并提取相關信息。
低軌光學偵察衛星,一般都在高度為1600千米以下的低軌道,具有分辨率高、可變軌機動、發射難度小等優勢。但由于軌道高度低,離地球距離近,低軌光學偵察衛星無法駐留在某一地區上空持續偵察。為克服低軌光學偵察衛星的不足,科學家讓它運行到20000千米以上的高軌道,這就是高軌光學偵察衛星。
更進一步,科學家們還可讓衛星升到36000千米的地球靜止軌道上,即靜止軌道光學偵察衛星。由于軌道非常特殊,所以它不但能有效克服低軌光學偵察衛星的致命缺點,而且還有著完全不同的其他優點。
首先是衛星與地球保持相對靜止,能定點懸停在空間凝視目標地區——“永不眨眼”并全時段持續偵察,源源不斷地獲取變化信息,使任何目標都難逃它的天眼。其次是衛星“站得更高看得更遠”,視野很大、覆蓋區很廣,單顆衛星就能全面監視地球42%的面積,如果等距離間隔放置三顆衛星,就能覆蓋除南北兩極之外的地球上所有地區,偵察效率超高。第三是衛星所受空氣阻力小,壽命長,且軌道保持速度小,偵察穩定性好。最后是衛星不易被毀傷、生存能力強。現階段,無論是地基還是天基、軟殺傷還是硬摧毀反衛武器,都還不能有效威脅到靜止軌道衛星的安全。
當然,靜軌光學偵察衛星也有不足。比如,發射難度大,載荷的能力弱、類型少,調控要求高,數據傳輸處理復雜,最重要的是難以獲取目標的高分辨率圖像,造成對目標的識別能力弱。據推算,如果讓靜軌光學偵察衛星具備1米的分辨率,可見光相機的鏡頭口徑至少要達到30米。如此大的鏡頭,傳統的技術和工藝難以實現,何況其體積和重量也大大超過了目前的衛星發射水平。
正因為如此,各航天大國不約而同地都將其定為重要目標,為提高同等口徑的光學物鏡分辨率,紛紛加大在新材料、可展開光學、稀疏孔徑成像、圖像恢復與增強等技術上的研究力度,并發展大運載力的超級火箭,增強發射能力,以求盡快部署靜軌光學偵察衛星。