文/鄧雨楠

近期，隨著臺風過境，我國多地受到不同程度的影響。7 月底，京津冀暴雨，河北省涿州市多個村莊、大面積農(nóng)田被淹沒。8 月，東北暴雨洪澇災害加劇，遭遇多重挑戰(zhàn)。就在國家緊急啟動搶險救災工作的關鍵時刻，有一組衛(wèi)星從500 千米以外的太空實時傳來了災區(qū)最新遙感影像，助力政府及搶險救援團隊及時掌握最新汛情，更加有效地開展應急搶險救援和受災群眾救助工作。這組衛(wèi)星就是環(huán)境減災系列衛(wèi)星。

▲ 長二丙火箭發(fā)射環(huán)境減災二號06 衛(wèi)星

▲ 環(huán)境減災二號星座協(xié)同工作

4 名“兄弟姐妹”齊上陣

8 月9 日6 時53 分，長征二號丙運載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空，成功將環(huán)境減災二號06 衛(wèi)星送入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功，環(huán)境減災衛(wèi)星家族再添“一員大將”。隨后，該衛(wèi)星與環(huán)境減災二號05 衛(wèi)星在軌組網(wǎng)運行，為防災減災、環(huán)境保護業(yè)務化應用提供基礎保障，廣泛服務于國土資源、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地震監(jiān)測等行業(yè)領域。

環(huán)境減災二號星座由我國應急管理部和生態(tài)環(huán)境部牽頭組織建設，由4 名“兄弟姐妹”組成，分別是環(huán)境減災二號A/B 衛(wèi)星和環(huán)境減災二號05/06 衛(wèi)星，均由航天科技集團五院航天東方紅衛(wèi)星有限公司抓總研制。

可以說，這4 顆衛(wèi)星從論證到立項，從設計到研發(fā)，從制造到發(fā)射，從載荷開機到傳回數(shù)據(jù)，從在軌測試到衛(wèi)星交付，身上的每個零部件都充滿了故事，為我國防災減災、環(huán)境保護作出了巨大貢獻。

20 世紀90 年代初，陳芳允院士提出建設“用于自然災害監(jiān)測和減災的低費用小衛(wèi)星網(wǎng)”的建議。按此建議，航天東方紅衛(wèi)星有限公司完成了首批2 顆光學衛(wèi)星+1 顆合成孔徑雷達衛(wèi)星即“2+1”星座的建設，有力支撐了我國環(huán)境減災工作。

2020 年9 月27 日，環(huán)境減災二號A/B 衛(wèi)星順利升空。它們是16 米光學小衛(wèi)星，旨在接替在軌超期運行的環(huán)境減災一號A/B 衛(wèi)星，繼續(xù)獲取多光譜、超光譜、紅外等大量遙感數(shù)據(jù)。

2022 年10 月13 日，長二丙火箭成功發(fā)射環(huán)境減災二號05 衛(wèi)星。這是一顆合成孔徑雷達衛(wèi)星，用于獲取我國及全球地表的合成孔徑雷達圖像數(shù)據(jù)，為防災減災救災、環(huán)境保護業(yè)務化應用提供基礎保障。

“本次發(fā)射的環(huán)境減災二號06 衛(wèi)星是環(huán)境減災二號05 衛(wèi)星的‘孿生兄弟’?！毙l(wèi)星總體主任設計師陳娟介紹，兩顆衛(wèi)星技術狀態(tài)一致，組網(wǎng)運行后將大幅提升觀測重訪的時效性，進一步滿足應急管理高效響應的需求。

事實上，環(huán)境減災二號星座的4顆衛(wèi)星都屬于《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025）》中的業(yè)務衛(wèi)星，其圖像數(shù)據(jù)將廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測等方面。

在大氣環(huán)境遙感監(jiān)測方面，這4顆衛(wèi)星可針對秸稈焚燒和沙塵污染進行遙感動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)大氣環(huán)境污染的遙感精細化監(jiān)測應用，為大氣污染防治、空氣環(huán)境質(zhì)量預警預報提供技術支持；在水環(huán)境遙感監(jiān)測方面，可對水體面積、水質(zhì)參數(shù)，溢油、赤潮等近海環(huán)境事件，核電廠、火電廠溫排水等水體熱污染開展動態(tài)監(jiān)測；在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面，它們可為生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與評估、生態(tài)環(huán)境關鍵參數(shù)生產(chǎn)、自然保護地綜合監(jiān)管、礦產(chǎn)資源開發(fā)監(jiān)測評估和城市群生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等生態(tài)管理核心業(yè)務提供重要數(shù)據(jù)支撐。

“每顆衛(wèi)星肩負的主要任務都各不相同，但都在環(huán)境監(jiān)測和災害預警方面發(fā)揮著重要作用?！标惥瓯硎?。

辨識能力更強 數(shù)據(jù)處理更快

環(huán)境減災衛(wèi)星有何特殊之處？

▲ 環(huán)境減災二號06 衛(wèi)星發(fā)射任務徽章

▲ 環(huán)境減災二號06 衛(wèi)星展開部署示意圖

陳娟介紹，一是環(huán)境減災衛(wèi)星的探測要素多，大氣、陸地、海洋均要觀測，對綜合觀測要求比較高；二是定量化要求高，不但需要觀測目標的幾何定量信息，對目標成分信息的獲取能力也有一定要求；三是時效性要求高，在環(huán)境應急監(jiān)測等業(yè)務應用中需要快速獲取監(jiān)測區(qū)域有效數(shù)據(jù)，快速響應監(jiān)測任務需求。

這就要求：環(huán)境減災衛(wèi)星不僅要“看得見”，還要“看得清”。傳統(tǒng)光學遙感主要采集地表覆蓋層的表面幾何信息和部分物理信息，但對其厚度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)屬性信息難以進行全方位監(jiān)測。此次發(fā)射的合成孔徑雷達衛(wèi)星是將微波信號發(fā)射到地面，再接收反射回來的回波信號，通過處理得到地物信息，具有穿云透霧且全天候、全天時工作的特點，可有力彌補光學衛(wèi)星對災害、陰雨天氣方面的有效數(shù)據(jù)獲取不足的缺陷。

事實上，衛(wèi)星在軌運行獲取海量數(shù)據(jù)后，需要由技術人員先對數(shù)據(jù)進行模型反演，運用分析結(jié)果，生產(chǎn)應用產(chǎn)品，從而服務各項工作生活。

陳娟打了個比方：“衛(wèi)星獲得的數(shù)據(jù)就像是‘食材’，各用戶開發(fā)出的具體應用產(chǎn)品就像是‘菜肴’，我們的任務就是為用戶提供高質(zhì)量的‘食材’?！?/p>

▲ 環(huán)境減災二號06 衛(wèi)星不同姿態(tài)運行示意圖

▲ 吊運裝入衛(wèi)星的火箭整流罩

為了更好地滿足用戶需求，環(huán)境減災二號06 衛(wèi)星采用創(chuàng)新體制，載荷核心性能指標得到大幅提升，星上數(shù)據(jù)傳輸、圖像精度也得到進一步優(yōu)化。

“對地辨識能力更強，數(shù)據(jù)處理也更快了?！标惥瓯硎荆瑸橛行嵘l(wèi)星系統(tǒng)信息獲取時效性，衛(wèi)星配置星上應急數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可實時生成指定區(qū)域的圖像、水域監(jiān)測數(shù)據(jù)和溢油檢測數(shù)據(jù)，極大提高防災救災和環(huán)境保護的應急數(shù)據(jù)時效性，為國家經(jīng)濟社會發(fā)展與防災減災貢獻了“天眼智慧”。