【科普眼】“委遥”2号夜视:白天不懂夜的黑

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发布时间:2017-10-10 01:40

科普眼 

“委遥二号”夜视:白天不懂夜的黑





  委内瑞拉遥感卫星二号是我国向委内瑞拉出口的第二颗遥感卫星,由中国航天科技集团公司五院抓总研制。它将接替2012年9月发射的委内瑞拉遥感卫星一号,应用于委内瑞拉国土资源调查、评价、动态监测与管理、资源利用、环境灾害监测、农业调查与城市建设等业务领域。


“委遥二号”成功发射


  据中国航天科技集团公司五院专家介绍,委内瑞拉遥感卫星二号的设计寿命为5年,是一颗基于CAST2000卫星平台的光学遥感卫星,搭载有一台全色/多光谱高分辨相机和一台短波/长波红外相机,能实现全色、多光谱、大视场、联合对地遥感。其中,委内瑞拉遥感卫星二号搭载的红外相机是我国首台对外出口的红外光学遥感相机,也是迄今为止应用在国产小卫星上的性能最为优越的最新产品。它就像给卫星安上了超强的“夜视眼”,能在白天和黑夜全天时成像,而体积仅相当于一台A3打印机。


  专家说,卫星的红外相机需利用制冷机使其能在零下215摄氏度的低温环境下工作,卫星平台的稳定度需求也要求制冷机的振动要很微小。为此,卫星研发团队首次研制了具有高制冷能力、低微振动的斯特林制冷机,克服红外相机温度控制瓶颈,有效减小了微振动对相机成像质量的影响。
  委内瑞拉遥感卫星二号入轨后,将应用于委内瑞拉国土资源普查、环境保护、灾害监测和管理、农作物估产和城市规划等领域,对委内瑞拉发展国民经济、改善人民生活、促进社会进步等发挥积极作用。
  委内瑞拉遥感卫星二号成功发射,是我国遥感卫星“走出去”的新突破,将进一步带动我国遥感卫星、运载火箭、遥感地面应用、遥感数据和图像服务等国际化产业联动发展。同时,中委双方深度合作的方式也为中国航天创新合作模式提供良好借鉴。



  两只眼:图片拍得准


  “委遥二号”将接替已在轨运行5年的委内瑞拉遥感卫星一号。“委遥一号”有两台全色多光谱相机和一台宽幅相机,“委遥二号”仅有两台相机:一台全色/多光谱高分辨率相机和一台短波/长波红外相机。
  两台相机各有玄机。全色/多光谱高分辨率相机的个头与小学课桌差不多大,分辨率优于1米,比“委遥一号”的全色多光谱相机分辨率提高了一倍多。
  举例来说,“委遥二号”的全色/多光谱高分辨率相机从距离地面600多千米的轨道上能够清晰看到地面的斑马线,还能分清公交车和小轿车,“喀嚓”一下即可把北京五环内景象尽收眼底。
  体积相当于一台A3打印机的短波/长波红外相机,是中国首台对外出口的红外光学遥感相机。它不仅可以通过温度精确感知被摄物,还可以实现“日夜兼程”。
  记者从该红外相机研制单位中国航天科技集团公司五院获悉,它在夜间也可以准确地将温度差为0.2摄氏度的两个目标识别出来。科研人员运用“分裂窗”设计,相当于为它配制了一副“眼镜”,帮助它在观测目标时剔除水汽影响,继而准确判断出城市建筑、石油管道、污水、林火等目标的热辐射状态。
  “两只眼”通力协作、同时成像,便可在调查领域大展身手,例如识别出农作物、土壤等不同状态下的谱段信息,帮助用户实现对多种作物病虫害的监测,开展农作物水量监测和长势监测。


  高速路:数据传得多


  “委遥二号”上岗后的首要任务在于卫星数传分系统把星上相机拍摄的图像传回地面。换句话说,数传分系统的研制水平直接关系到卫星工作能力。
  来自中国航天科技集团公司五院的研制人员为“委遥二号”打造的第三代高速数传系统,堪比“天地智能高速公路”。
  首先,相比于“委遥一号”,“委遥二号”携带两副数据天线,数据传输能力提高两倍多,码数率也从此前的380兆提升到900兆,确保“传得多”。
  其次,通过智能管理让传输“加班加点”。卫星在夜晚过境时仅有红外相机工作,因而占用信道资源较少。为提高信道利用率,“委遥二号”新增功能“红外实时传输+回放固存数据”,即夜间发送地面指令后,存储于固态存储器的数据进行地面回放,固存数据总容量达到1Tbps。
  此外,安装于数传分系统、可提供多通道数据传输途径的开关矩阵业已实现国产化。


  新模式:卫星出得快


  “委遥二号”卫星控制分系统依托成熟的CAST2000小卫星公用平台,针对卫星在轨运行不同阶段,设计人员预备了不同的对策故障实施方案。例如卫星处于主动段飞行时,重点是监视整星供配电、控制等遥测参数;星箭分离后,地面将采取措施确保卫星安全;当整星处于危机故障,卫星就进入最小工作模式。
  “委遥二号”卫星研制及生产模式有两重“新”意。
  一重在于这是中国对外合作卫星里外方人员参与程度最深的一颗卫星,中委双方共同承担了卫星的设计、总装、测试,经9个月时间并肩攻关,双方结下了深厚友谊。
  另一重在于“加速生产”。中国航天科技集团公司五院的相关负责人说,“委遥二号”采用的舱板式结构加推进舱结构形式,此前已应用于多个型号,因此设计者们开展了CAST2000平台推进舱的通用化工作,并结合“委遥二号”的需求开展提前组批投产,有效缩短了结构部装主线周期。

责编:吴美儒



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