日本微型SAR衛星星座最新進展

李健全 趙志偉 曹長新

（1 中國空間技術研究院 2 北京空間飛行器總體設計部)

1 引言

微型衛星一般是指質量10～100kg的衛星，最大不超過150kg。由于微電子技術的快速發展，使微型合成孔徑雷達（SAR）衛星成為可能。日本的初創公司籌集資金，開展微型SAR衛星的研發工作，其中的典型代表有合成視角公司（Synspective）和QPS研究所。其中，Synspective公司計劃于2022年建成由6顆微型SAR衛星組成的星座，QPS研究所已于2019年發射了首顆微型SAR衛星。

2 Synspective 微型SAR星座

Synspective公司是日本的一家初創公司，由多家日本私人公司共同出資于2018年2月成立。其目的就是通過研制和發射微型SAR衛星組成的星座，為城市規劃、基礎設施建設、災害、金融/保險、安全等領域提供商業化服務。2018年2月，該公司從太空開拓1號有限合伙企業、清水株式會社、集富SV5投資有限合伙企業等12家公司獲得了1億美元的資金支持，目標是用17個月的時間，研制6顆微型SAR衛星[1]。

Synspective公司提出的發展步驟是：2020年發射1顆驗證星；2022年建成由6顆衛星組成的微型SAR衛星星座，服務于亞洲地區的用戶；在2030年前建成一個由25顆衛星組成的微型SAR衛星星座，服務全球。最終的目標是建立一個由100顆微型SAR衛星組成的星座，高頻次地獲取全球SAR圖像。其星座被命名為“長尾林鸮”或“貓頭鷹”（StriX）。

演示驗證星被命名為StriX-α衛星，該衛星的有效載荷為X頻段的SAR。衛星質量140kg，發射狀態體積0.7m×0.8m×0.9m，在軌體積5m×0.7m×0.7m，分辨率1～3m[2]。

StriX-α SAR的主要性能指標[3]

日本Synspective公司的StriX-α衛星示意圖

StriX-α衛星的數據傳輸系統采取64APSK調制方式，碼速率為2～3Gbit/s。StriX-α衛星地面接收系統的天線為拋物面形式，直徑為10m。

Synspective公司注重天地一體化的工作，在衛星研制和應用服務兩方面均有專家團隊，從而可快速響應用戶的要求。

StriX-α衛星已完成天線機械性能測試（包括振動測試、噪聲測試、收攏測試、展開測試），電性（EM）星主結構熱真空試驗、EM星電性能測試、EM星熱試驗，飛行（FM）星的裝配與集成、FM星的總裝、FM星熱真空試驗等工作。

2020年4月15日，Synspective公司與火箭實驗室（Rocket Lab）簽署衛星發射協議，Rocket Lab將于2020年底之前，利用該公司的“電子”火箭將StriX-α衛星發射上天[4]。Synspective公司之所以選擇Rocket Lab公司代替阿里安空間公司（Arianespace）作為StriX星座首發星的運載火箭提供商，主要是因為發射時間的調整，以及衛星軌道調整等原因。早在2019年，Synspective公司曾與Arianespace公司簽署過StriX-α衛星發射協議。而調整后，Arianespace公司將仍是Synspective公司StriX星座工作星的發射服務提供商。

3 QPS-SAR 微型衛星星座

QPS研究所（iQPS）是一家位于日本福岡市的創新企業，于2005年創立，由具有政府背景的日本產業革新機構，以及福岡市境內的投資公司等9家投資商出資成立。QPS研究所計劃研制由36顆微型SAR衛星組成的QPS-SAR星座，其目標就是為用戶提供全天候7×24h的對地觀測信息服務，實現無論觀測目標在地球的哪個部位，系統都可以在10min內獲取觀測目標信息的目的。2017年，該研究所籌集到23.5億日元（約合1.36億人民幣），在2020年底前發射2顆微型SAR衛星。

QPS-SAR衛星質量約100kg，采用拋物面型天線，天線直徑為3.6m，質量為10kg。衛星采用雙太陽電池翼結構，2個太陽電池翼位于星體的兩側，星體呈六面體結構，星體表面布滿太陽能電池。QPSSAR衛星分辨率為1m，能夠分辨出路面行駛的汽車[5]。

QPS-SAR衛星示意圖

QPS-SAR第1顆衛星為IZANAGI衛星，于2019年11月12日搭乘印度的極軌衛星運載火箭（PSLV-QL）在印度斯里赫里戈達島發射場發射上天。衛星有效載荷為X頻段的SAR。衛星軌道為遠地點582.9km，近地點575.3km的軌道，軌道傾角為37.0°，衛星的運行周期為96.1min，軌道半長軸為6950km。QPS-SAR第2顆衛星為IZANAMI衛星，計劃于2020年發射上天。

4 結束語

微型SAR衛星由于質量輕、體積小、投資小，且不受晝夜、天氣等影響，可全天時、全天候地工作，在對地觀測領域受到普遍重視。日本的初創公司雖然起步不算早，但起點高，瞄準高分辨率（1m），發展快。目前，已于2019年發射首顆微型SAR衛星，2020年將有2顆微型SAR衛星發射上天。日本的微型SAR衛星未來發展值得期待。