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    我國高光譜遙感技術(shù)邁入新時(shí)代，高分五號成功發(fā)射

    [2018/5/16]

      浩瀚宇宙再添一顆“中國星”！日前，由上海航天技術(shù)研究院抓總研制的高分五號衛星在太原發(fā)射基地成功升空并進(jìn)入預定軌道，這是上海航天人的驕傲，也是“上海制造”的榮耀時(shí)刻。高分五號是我國首顆高光譜綜合觀(guān)測衛星，也是我國高分重大專(zhuān)項中唯一一顆高光譜觀(guān)測衛星，是我國實(shí)現高光譜分辨率對地觀(guān)測能力的重要標志之一。

      要做就做最好。立項之初，研制團隊對標國際同期在軌運行的大氣高光譜探測儀器和規劃中的新一代星載高光譜成像儀的技術(shù)指標，果斷決定搭載6臺全新研制的有效載荷。其中，包括2臺先進(jìn)的高光譜/多光譜陸地觀(guān)測載荷（可見(jiàn)短波紅外高光譜相機、全譜段光譜成像儀）和4臺先進(jìn)的大氣類(lèi)觀(guān)測載荷（大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測儀、大氣主要溫室氣體監測儀、大氣痕量氣體差分吸收光譜儀和大氣氣溶膠多角度偏振探測儀），光譜分辨率國內最高，國際領(lǐng)先。

      高分五號衛星投入使用后，將為我國環(huán)境綜合監測、國土資源勘察、氣候變化研究、防災減災、農作物分類(lèi)與估產(chǎn)等提供有力支撐，為美麗中國建設增添了一雙“慧眼”。

      不僅能探礦還可分析是何種礦

      高光譜遙感是當前遙感技術(shù)的前沿領(lǐng)域。高分五號衛星總指揮蔣光偉說(shuō)：“用戶(hù)對高分五號衛星的需求非常迫切，2012年12月31日趕在當年的最后一天衛星獲批立項�！蹦菚r(shí)，閉幕不久的黨的十八大上首次提出了要建設美麗中國，這也是當時(shí)環(huán)境保護部（現為生態(tài)環(huán)境部）作為用戶(hù)的第一顆衛星。

      地球上不同物質(zhì)都有自己獨特的光譜特征，如果說(shuō)肉眼只能看到物質(zhì)的形狀、尺寸等信息，光譜探測則可以分析物質(zhì)的具體成分。比如說(shuō)通過(guò)高光譜遙感技術(shù)，不僅能探測一個(gè)地方有沒(méi)有礦，還可以分析是何種礦。蔣光偉告訴記者，一般多光譜衛星有幾個(gè)到幾十個(gè)探測通道，高分五號衛星6臺載荷不僅實(shí)現了從紫外至長(cháng)波紅外全譜段的高光譜觀(guān)測，而且其中可見(jiàn)短波紅外高光譜相機一個(gè)載荷就有330個(gè)探測通道，可以獲取0.4-2.5微米譜段的圖像和連續光譜信息，其強大探測能力自不待言。

      大氣主要溫室氣體監測儀，是國際上首臺采用空間外差干涉體制進(jìn)行溫室氣體探測的有效載荷，可獲取二氧化碳、甲烷等大氣溫室氣體的高光譜數據，可用于對區域大氣環(huán)境監測以及全球溫室氣體起源與經(jīng)風(fēng)向傳播的“旅行圖”進(jìn)行分析等，為氣候變化研究及環(huán)境外交提供基礎數據�！案叻治逄栃l星其實(shí)是將大氣和陸地觀(guān)測兩類(lèi)衛星的功能集合在一顆星上�！备叻治逄栃l星總設計師孫允珠說(shuō)。

      突破關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現高可靠長(cháng)壽命

      高分五號衛星就像是一個(gè)“全能運動(dòng)員”，在國內首次運用高光譜/多光譜對地成像觀(guān)測、天底觀(guān)測、掩星觀(guān)測、海洋耀斑觀(guān)測、多角度觀(guān)測、偏振觀(guān)測等多種探測手段，是國內探測手段最多的光學(xué)遙感衛星，工作模式多達26種。它強大的綜合觀(guān)測能力讓用戶(hù)對衛星的需求更為迫切。據蔣光偉透露，當時(shí)國內低軌遙感業(yè)務(wù)星設計壽命一般為3-5年，高分五號作為首顆科學(xué)試驗衛星，設計壽命要求達到8年，還要提前發(fā)射，這使研制工作難度進(jìn)一步加大。

      要知道，高分五號在705公里的太陽(yáng)同步軌道，每天都要經(jīng)歷近15次高低溫變化和空間輻照影響，這對衛星使用壽命無(wú)疑是極大考驗。為此，研制團隊整整花了一年時(shí)間重新論證并改進(jìn)、優(yōu)化原先的設計方案，從元器件到線(xiàn)纜，從電源到活動(dòng)部件，從載荷到平臺，一一梳理，并針對探測器、制冷機等壽命薄弱環(huán)節開(kāi)展了75項試驗驗證，突破多項關(guān)鍵技術(shù)。

      為驗證數傳分系統的核心單機固存的長(cháng)壽命和高可靠性，團隊做了8萬(wàn)次的讀寫(xiě)試驗，相當于在軌使用16年，沒(méi)有發(fā)現一個(gè)壞區。衛星天線(xiàn)在軌每天要進(jìn)行大角度的擺動(dòng)，是對使用壽命考驗最大的部件之一。即使衛星實(shí)際在軌運行8年也只需6萬(wàn)多次擺動(dòng)，但高分五號團隊在地面做了8萬(wàn)次擺動(dòng)驗證試驗。

      高分五號衛星從立項研制到成功發(fā)射正好經(jīng)歷了國家提出建設美麗中國砥礪奮進(jìn)的五年，在軌運行的前三年是我國進(jìn)行環(huán)境治理攻堅戰的三年。投入使用后，將在我國高光譜分辨率遙感衛星應用方面起到重要示范作用。
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