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        海絲星座小衛(wèi)星:走!帶你追光瞰海

        2021-07-09 08:33:12薛思涵余小龍
        知識就是力量 2021年6期
        關鍵詞:海絲船舶顏色

        薛思涵 余小龍

        看家本領:“千里眼”

        在全球氣候變化背景下,為滿足近海及城市水源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的需求,中國利用最新發(fā)展的低成本微小衛(wèi)星技術,于2020年12月22日,發(fā)射了海絲一號合成孔徑雷達(SAR)小衛(wèi)星,并計劃發(fā)射海絲二號多光譜水色小衛(wèi)星。

        海絲一號是國際首顆C 波段輕小型合成孔徑雷達衛(wèi)星。什么是合成孔徑雷達呢?它就像一臺“相機”,這臺“相機”捕捉的不是人眼可見的光,而是由它本身發(fā)射并從目標散射回來的微波。當海絲一號掃過特定區(qū)域時,它會不斷運動,同時對某一特定目標進行拍攝,獲取一系列影像。這些影像只是半成品,海絲一號會對這些影像進行“數(shù)字”合成,最終獲得高清的遙感影像。

        海絲一號的重量大約為180千克,不到傳統(tǒng)合成孔徑雷達(SAR)衛(wèi)星的十分之一。別看它重量小,它可是有一雙“千里眼”:因為雷達波幾乎不受云層影響,即使是陰雨等惡劣天氣,也能穿透云層,進行全天候觀測。

        與人眼熟悉的光學成像不同,合成孔徑雷達(SAR)圖像是黑白圖,陸地上,黑色的可能是淡水、公路、操場等,白色的可能是房屋、飛機、汽車等;在海上,白色的為船舶,黑色的為油膜、生活污水排放、河流入??诘?。

        在太空中助力海洋

        海絲一號可以對海面風、浪、流、內(nèi)波等動力環(huán)境進行觀測。通過海絲一號的“千里眼”,能夠看到海面上風浪的大小、海流的運動方向。對于需要出?;蛘咴诤I洗罱ńㄖr,這些信息非常關鍵。另外,海浪本身既是破壞力,也是潛在的新能源,借助海絲一號能看到這些能源的分布特點;海冰會影響船舶航行,從海絲一號獲取的海冰分布特征,可指導船舶在海冰中航行。

        海絲一號不僅對人類活動有重要作用,還可以監(jiān)測海洋的污染,為環(huán)境保護部門提供相關決策依據(jù)。比如,海洋中的溢油和生活污水在圖像中呈現(xiàn)較暗的顏色,如果海岸邊出現(xiàn)許多暗斑,則存在被污染的可能。

        “察顏觀色”的海絲二號

        海絲二號是一顆多光譜的水色小衛(wèi)星,計劃2021年6月發(fā)射升空。與海絲一號黑白成像不同,海絲二號可以看到“五彩斑斕”的海洋。

        海絲二號的工作原理是什么呢?簡單來說,太陽光照射進入水體后,因為水中的浮游植物和溶解物會選擇性地吸收一部分顏色的光,但對于它們不喜歡的光,最終就會通過散射離開水面而被海絲二號接收到。因為水中的每種物質(zhì)都有自己特定的“喜好”,科學家通過對比出水光和入水光在不同顏色處的“剩余量”,也就是海絲二號拍攝照片中不同水體的顏色,就可分析出水中主要有哪些物質(zhì),以及它們的含量了。對于清澈的淺海,比如美麗的南沙島礁,這些顏色“剩余量”能夠了解海底的成分及其深度。

        海絲一號和海絲二號是互補的關系,對兩者數(shù)據(jù)綜合分析能夠對區(qū)域生物地球化學過程做出更加精確的解釋,以服務于海洋“精細化預報”,對于海洋養(yǎng)殖、海岸帶旅游、養(yǎng)殖業(yè)執(zhí)法以及保險賠付具有重要意義。

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