“硬核管家”來了，讓衛(wèi)星提供更多精準服務

　　本報記者 彭冰 柳姍姍

　　《工人日報》(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”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)人員通過衛(wèi)星實時獲取地面影像，再對這些影像進行深度開發(fā)，讓它們“活起來，會說話”，高效服務各行各業(yè)。

　　北國金秋天高云淡，位于吉林長春的北湖公園內荷花搖曳，在公園不遠處，有一座銀灰色樓體呈三橫一縱分布，從空中俯瞰好似一個“王”字，也被大家稱為“天王樓”，這里就是我國第一家商業(yè)遙感衛(wèi)星公司——長光衛(wèi)星技術股份有限公司的吉星樓。

　　8月25日12時59分，由該公司牽頭研制的“香港科大—雄彬一號”衛(wèi)星直飛天際，成功進入預定軌道，至此，“吉林一號”衛(wèi)星星座實現(xiàn)108顆衛(wèi)星在軌運行。

　　“吉林一號”是目前全球最大的亞米級商業(yè)遙感衛(wèi)星星座。

　　作為這個耀眼星座的“締造者”，長光衛(wèi)星自2014年底成立以來，憑借自主技術在商業(yè)航天領域創(chuàng)造了多項第一，成為我國商業(yè)航天的開創(chuàng)者和領跑者、東北首家獨角獸企業(yè)。

　　遙感開發(fā)，讓衛(wèi)星影像“會說話”

　　長光衛(wèi)星發(fā)射的108顆“吉林一號”，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、導航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、科學實驗衛(wèi)星4類。我們深耕的是光學遙感衛(wèi)星，即通過衛(wèi)星實時獲取地面影像，再對這些影像進行深度開發(fā)，讓它們‘活起來，會說話’，高效服務各行各業(yè)?！?/p>

　　以長光衛(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——松材線蟲是一種外來入侵物種，對我國天然針葉林構成巨大威脅，但單靠人力排查松材線蟲的分布無異于大海撈針。

　　不過，松材線蟲體長不足1毫米，茫茫林海中，它又是怎么被遠在太空的衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的呢？

　　遙感應用工程師曲春梅為記者解惑：“感染松材線蟲后，松針顏色會由綠變黃再變紅，直至變成深褐色枯死，我們通過分析衛(wèi)星遙感影像中樹冠顏色的變化，就可鎖定松材線蟲的出沒區(qū)域?！?/p>

　　除了推出能辨色識蟲的“林業(yè)衛(wèi)士”，長光衛(wèi)星還開發(fā)了能辨色識地的“農業(yè)管家”。

　　手指電腦屏幕，產品開發(fā)團隊成員鞏加龍對記者說：“用肉眼看，所有農作物都是綠色的，其實它們反射的太陽光譜不同，由此可以區(qū)分出農作物類型，長勢好壞也一目了然，綠色區(qū)域長勢較好，紅色區(qū)域長勢較差，把這些反饋給農戶，就知道哪里需施肥，哪里要澆水了……”

　　記者看到，“吉林一號”傳回的衛(wèi)星影像上，道路、汽車、樹木清晰可見。遙感應用工程師袁雪琪說：“林區(qū)若有亂砍濫伐、私搭亂建，全逃不過衛(wèi)星的眼睛，包括出現(xiàn)火情、水患、地震等災害，我們都可以第一時間將圖像處理好，提交有關部門以進行科學應對?！?/p>

　　依托“吉林一號”星座，目前長光衛(wèi)星已為農林、水利、環(huán)保、交通等14個領域提供了150多項遙感服務，客戶遍布全球10余個國家和地區(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’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，8年多來持之以恒的技術創(chuàng)新?！遍L光衛(wèi)星黨委書記、副總經理賈宏光告訴記者，迄今為止， 該公司已進行4次技術迭代。

　　2015年10月，長光衛(wèi)星以“1箭4星”形式首次發(fā)射其自主研制的“吉林一號”光學A星，揭開了我國商業(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航天單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量紀錄。

　　“傳統(tǒng)衛(wèi)星的設計理念是‘平臺+載荷’，衛(wèi)星重量動輒1~2噸，但我們的第一代衛(wèi)星是以載荷為核心設計，同等性能下把衛(wèi)星重量減到了420公斤。從第二代產品起，我們采用了星載一體化技術，使衛(wèi)星再度大幅減重……”長光衛(wèi)星副總經理、衛(wèi)星總設計師鐘興介紹，如今，公司第三代衛(wèi)星的重量已減至40公斤級，最新型號的衛(wèi)星甚至降到20公斤級。

　　衛(wèi)星實現(xiàn)輕量化后，一只火箭可攜帶的衛(wèi)星數(shù)量相應增加，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，單星造價也從8000多萬元降到了400多萬元，且性能指標優(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……

　　“隨著衛(wèi)星制造與發(fā)射成本的下降，衛(wèi)星圖片的價格降到了初期的1/10左右，這就使得越來越多的行業(yè)、企業(yè)可以消費得起?！辟Z宏光介紹。

　　突破壁壘，進一步提升性價比

　　隨著在軌衛(wèi)星數(shù)量的迅速增加，“吉林一號”星座每天拍攝的影像達到海量級別，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)，近年開始應用的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光衛(wèi)星信息通信技術研究室副主任孫偉告訴記者。

　　為破解這個難題，長光衛(wèi)星攜手中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院積極開展星地激光高速通信試驗，即使用激光信號在地面與衛(wèi)星之間進行通信，并于今年6月末取得成功，實現(xiàn)首次業(yè)務化應用，完成了我國航空航天發(fā)展史上的又一次重大突破。

　　“星地激光通信不需要申請，也不用付費，當衛(wèi)星運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偉打了個比方：“如果將微波頻段比作道路，那么X頻段是單車道，Ka頻段是4車道，而激光頻譜資源極其豐富，可容納成百上千車道，傳輸速度提高10~15倍，1秒鐘就能傳一部高清電影?！?/p>

　　按照長光衛(wèi)星的規(guī)劃，到今年底，“吉林一號”星座將實現(xiàn)138顆衛(wèi)星組網(wǎng)，具備對全球任意地點在10分鐘內進行重訪的能力；到2025年，實現(xiàn)300顆衛(wèi)星組網(wǎng)，每天至少一次全球無死角拍攝。

　　“隨著上天的衛(wèi)星越來越多，衛(wèi)星圖像的實時性與質量越來越好。我們的核心目標就是通過持續(xù)創(chuàng)新，不斷提升衛(wèi)星的性價比，同步降低服務成本，最終實現(xiàn)用航天遙感數(shù)據(jù)服務全球70億人的愿景?！?賈宏光說。