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        高懸在太空的天眼

        2016-05-30 10:48:04峻嶺
        閱讀(科學(xué)探秘) 2016年5期
        關(guān)鍵詞:天眼高分辨率光學(xué)

        峻嶺

        36000千米軌道高度、50米分辨率,這是我國(guó)在2015年12月發(fā)射的高分四號(hào)衛(wèi)星,它填補(bǔ)了我國(guó)乃至世界高軌高分辨率遙感衛(wèi)星的空白。

        那么,什么是遙感衛(wèi)星?利用遙感(探測(cè))設(shè)備,從空間對(duì)地球及附近區(qū)域進(jìn)行探測(cè)并獲取信息的衛(wèi)星稱(chēng)為遙感衛(wèi)星。按功能分(民用還是軍用),它可分為商業(yè)遙感衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星。偵察衛(wèi)星是指獲取軍事信息(情報(bào))的遙感衛(wèi)星,也叫間諜衛(wèi)星,如照相偵察、電子偵察、導(dǎo)彈預(yù)警等衛(wèi)星。其中,照相偵察衛(wèi)星又可分為光學(xué)、雷達(dá)、(光學(xué)與雷達(dá))混合偵察衛(wèi)星三類(lèi)。光學(xué)偵察衛(wèi)星主要通過(guò)可見(jiàn)光相機(jī),對(duì)地球目標(biāo)照相偵察并提取相關(guān)信息。

        低軌光學(xué)偵察衛(wèi)星,一般都在高度為1600千米以下的低軌道,具有分辨率高、可變軌機(jī)動(dòng)、發(fā)射難度小等優(yōu)勢(shì)。但由于軌道高度低,離地球距離近,低軌光學(xué)偵察衛(wèi)星無(wú)法駐留在某一地區(qū)上空持續(xù)偵察。為克服低軌光學(xué)偵察衛(wèi)星的不足,科學(xué)家讓它運(yùn)行到20000千米以上的高軌道,這就是高軌光學(xué)偵察衛(wèi)星。

        更進(jìn)一步,科學(xué)家們還可讓衛(wèi)星升到36000千米的地球靜止軌道上,即靜止軌道光學(xué)偵察衛(wèi)星。由于軌道非常特殊,所以它不但能有效克服低軌光學(xué)偵察衛(wèi)星的致命缺點(diǎn),而且還有著完全不同的其他優(yōu)點(diǎn)。

        首先是衛(wèi)星與地球保持相對(duì)靜止,能定點(diǎn)懸停在空間凝視目標(biāo)地區(qū)——“永不眨眼”并全時(shí)段持續(xù)偵察,源源不斷地獲取變化信息,使任何目標(biāo)都難逃它的天眼。其次是衛(wèi)星“站得更高看得更遠(yuǎn)”,視野很大、覆蓋區(qū)很廣,單顆衛(wèi)星就能全面監(jiān)視地球42%的面積,如果等距離間隔放置三顆衛(wèi)星,就能覆蓋除南北兩極之外的地球上所有地區(qū),偵察效率超高。第三是衛(wèi)星所受空氣阻力小,壽命長(zhǎng),且軌道保持速度小,偵察穩(wěn)定性好。最后是衛(wèi)星不易被毀傷、生存能力強(qiáng)。現(xiàn)階段,無(wú)論是地基還是天基、軟殺傷還是硬摧毀反衛(wèi)武器,都還不能有效威脅到靜止軌道衛(wèi)星的安全。

        當(dāng)然,靜軌光學(xué)偵察衛(wèi)星也有不足。比如,發(fā)射難度大,載荷的能力弱、類(lèi)型少,調(diào)控要求高,數(shù)據(jù)傳輸處理復(fù)雜,最重要的是難以獲取目標(biāo)的高分辨率圖像,造成對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力弱。據(jù)推算,如果讓靜軌光學(xué)偵察衛(wèi)星具備1米的分辨率,可見(jiàn)光相機(jī)的鏡頭口徑至少要達(dá)到30米。如此大的鏡頭,傳統(tǒng)的技術(shù)和工藝難以實(shí)現(xiàn),何況其體積和重量也大大超過(guò)了目前的衛(wèi)星發(fā)射水平。

        正因?yàn)槿绱耍骱教齑髧?guó)不約而同地都將其定為重要目標(biāo),為提高同等口徑的光學(xué)物鏡分辨率,紛紛加大在新材料、可展開(kāi)光學(xué)、稀疏孔徑成像、圖像恢復(fù)與增強(qiáng)等技術(shù)上的研究力度,并發(fā)展大運(yùn)載力的超級(jí)火箭,增強(qiáng)發(fā)射能力,以求盡快部署靜軌光學(xué)偵察衛(wèi)星。

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