焦點訪談丨來自太空的“高分”守護

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“航天點亮夢想”，今天是第七個中國航天日。近幾年，從“嫦娥”奔月到“祝融”探火、“羲和”逐日，中國航天人的夢想正一個個實現。今年，建造中國空間站的夢想也將變成現實。航天夢託舉中國夢。我們仰望星空，追逐星辰大海，目的是守望地球家園、造福人類。此時此刻，頭頂的天空上，除了天和核心艙，還有中國的幾百顆衛星在守護神州大地和地球家園，其中就有一顆不久前發射的高分三號03星。它有什麼本領？又實現了航天人的什麼夢想呢？

2022年4月7日，高分三號03星，在酒泉衛星發射中心由長征四號丙運載火箭成功發射。高分三號03星與2016年發射的高分三號01星、2021年發射的高分三號02星，三星攜手在太空中組成星座，織就一張“天眼網”。高分三號是高解析度合成孔徑雷達衛星，它是遙感衛星中的一種。遙感衛星的主要任務是利用遠距離的探測技術，對地表和地球自然現象進行觀測。高分三號最大的特點是具備全天時、全天候的觀測成像能力。與裝備光學相機的遙感衛星不一樣，高分三號從太空主動發射微波到地球，透過地面反射來成像，所以它不受光照、雲層和天氣的約束與影響。高分三號的解析度可以達到1米，在世界上同類衛星中，它是解析度最“牛”的一個。

中國航天科技集團五院高分三號系列衛星總指揮、總設計師張慶君說：“國際上基本上就3到5米解析度，咱們現在是1米的解析度，透過一些特殊處理，還可以做到0。5米，所以在同類中還是最高的。”

投影在地面的藍色線條內的長條帶是高分三號衛星每次飛過時觀測成像的區域，從10公里到650公里，其中劃分的每一個方格一般被稱為一景。高分三號衛星研製成功之前，我國民用合成孔徑雷達衛星遙感資料影象均為進口，一景高解析度影象價格達五六萬，不僅價格昂貴，而且有時在緊急時刻還不能很好地在第一時間獲得。高分三號研製成功，徹底結束了我國雷達遙感資料影象長期依靠國外的歷史。

張慶君說：“A星發射完以後，打破了國外的資料壟斷，有一部分自己的資料，但是仍然難以滿足使用者需求，所以又再發射02、03星。”

高分三號是高解析度對地觀測系統重大專項規劃的七個型號高分衛星中的一個。近年來，隨著中國高速發展，很多行業都急需高解析度的遙感衛星資料影象，為了改變我國高解析度遙感資料受制於人的狀況，國家中長期科技發展規劃確定高分重大專項為16個重大科技專項之一，從2010年開始實施，被稱為“天眼工程”。目前，從高分一號到高分七號，高分重大專項工程規劃的高解析度衛星齊聚太空，共同守護神州大地和地球家園。

國家高分重大專項工程副總指揮、總設計師趙堅說：“這個工程最大的特點是立足於自主可控，由中國人自己的力量來進行研製。突破了對地觀測高精度的遙感衛星一系列關鍵技術，使我們國家的對地觀測衛星整個技術水平上了一個臺階。”

高分七星，個個本領高強。高分一號看得廣，一眼能看800公里見方。高分二號目光銳利，解析度優於0。8米，能看清路上的汽車。高分四號站高望遠，工作在36000公里的地球同步軌道，可以對大範圍區域長時間凝視，觀測動態變化。高分五號是世界上首顆可以同時對陸地和大氣觀測的高光譜衛星，是生態環境監測的好幫手。高分六號能對全球農業作物進行普查和估產。高分七號被稱為“3D攝影師”，能夠繪製立體地圖。

趙堅說：“它產生的豐富影像和技術成果，在國民經濟各個領域都得到了廣泛應用，比如測繪、氣象、海洋，還有國土普查、環境監測、智慧城市建設交通等等各個方面。”

高分三號衛星因為具有全天時、全天候、高精度測量等突出本領，被稱為太空“神探”。特別是自然災害發生時，高分三號衛星能夠發揮神威。2021年7月，河南省遭遇歷史罕見特大暴雨，發生嚴重洪澇災害。災情發生期間，氣象條件惡劣，為了精準研判災情，指揮排險救援，國家航天局緊急排程以高分三號為主的遙感衛星對災區進行應急觀測成像，助力國家減災中心完成鄭州、新鄉、安陽、鶴壁等市縣專題圖700多幅，為相關決策部門提供了直觀及時的空間資訊資料支撐。

應急管理部國家減災中心（衛星減災應用中心）衛星應用部主任 研究員李素菊說：“高分三號衛星的特點就是能夠穿透雲霧，而且不受白天、晚上的條件限制，特別適合對自然災害災區進行監測，特別是洪澇災害，再加上高分三號SAR（合成孔徑雷達）衛星對於水體具有很強的探測能力，在洪澇災害的整個過程中應用還是非常好的。”

高分三號作為高分七星中唯一的微波雷達衛星，不僅可以探地，還可以觀海。高分三號具有12種工作模式，解析度從1米到500米，就像照相，既有大幅寬的廣角觀測模式，也有微距刻畫細節的高分辨模式。它可以監測海上目標、海冰、海浪、海洋內波和海洋風，在海洋航運安全、海洋維權、海上氣象預報領域能發揮重要作用。

自然資源部國家衛星海洋應用中心主任林明森說：“高分三號的海洋觀測模式是百米量級的，傳統上其他氣象衛星是公里級的，海洋二號是十公里級的，對臺風的影響範圍和颱風眼的位置，能夠提供更精確的觀測資料和資料。”

這張高分三號監測圖片成像時間是2021年12月12日，地點是南極中山站附近。當時執行第38次南極科考任務的“雪龍”號突遇極端氣候，航道被凍，“雪龍”號被困冰中。從2018年第35次南極科學考察開始，高分三號一直監測極地浮冰的動態變化，為“雪龍”號破冰航行提供保障。根據高分三號實時監測遙感資訊指引，“雪龍”號順利找到冰縫，規劃合理路線，破冰航行，終於抵達中山站。

林明森說：“因為在冰上反射率特別高，所以光學影象經常飽和，冰水的識別和冰縫的識別有時候還是比較困難的，高分三號是雷達加上極化資訊，能夠高質量看到冰縫和冰的型別識別。”

高分三號執行在離地球約750公里的軌道，它不僅可以對靜止的目標和環境觀測成像，還可以對運動的目標觀測成像。2018年3月，我國首個空間實驗室“天宮一號”完成在軌使命，即將再入大氣層燒燬，國際上有人故意散佈“天宮一號”會在再入前解體，變成太空垃圾碎片，影響外層空間安全，引發關注。“天宮一號”飛行軌道高度離地面約350公里，國家航天局利用高分三號衛星能夠監測運動目標的特點，應急排程高分三號對“天宮一號”再入大氣層前進行觀測。這是2018年3月24日高分三號成功觀測到的“天宮一號”雷達成像，影象顯示“天宮一號”結構完整，再入前未發生大規模解體，未對空間軌道環境造成汙染。

高分三號01星是2016年8月發射的，已經在軌工作了5年多，向各行業使用者分發資料超過195萬景。為了研製高分三號，中國航天科技集團五院研製團隊勇於自主創新，歷時5年多，攻克了50多項關鍵技術，多項技術填補了國內和國際空白，使我國在這一領域的衛星研製技術達到世界先進水平。

合成孔徑雷達天線是高分三號載荷的重要組成部分。整個天線展開以後長達15米，是我國研製的遙感衛星當中最大的天線。面對這個最大天線，研製團隊遇到一個最大挑戰，就是這個15米長的大天線有超過96萬個方向圖，如果在地面全部測試完，需要10年的時間。面對不可能完成的任務，研製團隊創新提出瞭解決問題的技術方法，他們採用計算機模擬模擬測試100%方向圖，然後選取5%的典型方向圖進行實測驗證。可就這5%也不是件輕鬆的任務，每一組資料都至少需要15個小時的連續測試，不能中斷。為此，整個團隊連續奮鬥了一個多月。

和高分三號01星相比，去年和今年發射的02星和03星上增設了AIS船舶識別系統，能夠精準監測全球海洋上航行的船隻。還增加了星上實時資料處理功能，能夠實現遙感資料分發從小時級到分鐘級的跨越。並且，三星組網後，整體成像能力將大幅提升，平均重訪週期由單星15小時縮短至5小時，一天內能夠對某一區域成像5次。

發揮科技重大專項舉國體制的優勢，經過12年的科技攻關和不懈努力，目前，包括高分三號三顆星在內，高分家族已經發射了13顆衛星。高分衛星應用分發的遙感資料已經超過4000多萬景，廣泛服務於國計民生各個領域。

趙堅說：“到2020年就能實現資料資源90%以上國產化自主可控，這是一個巨大的進步。讓我們切身體會到關鍵核心技術是買不來、要不來、討不來的，必須有自己的技術人員，自己的科研工作者來攻克，來解決。高分人奮鬥拼搏，形成了高分精神：洞察天地、致廣精微、創新超越、砥礪前行、開放共享、造福人類。”

從遙感觀測衛星到通訊衛星、到北斗導航衛星，衛星其實離我們每一人都很近，中國目前在軌執行應用衛星的數量超過500顆。高分衛星正越來越走進我們的生活，國家航天局正在打造“國家遙感資料與應用服務平臺”，不久將開放上線，方便公眾查閱使用高分衛星資料。同時，國家航天局積極推動國際合作交流，幫助更多國家分享中國“高分”資料，為構建太空領域人類命運共同體貢獻中國的“高分”力量。

製片人丨李作詩

主編丨劉寧

編輯丨瞿貴祥

攝像丨席鳴

策劃丨汪力

配音丨姚宇軍

責編丨溫娜 馬汝濤

剪輯丨趙鵬 周維