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中國將正式啟動!
發(fā)布者: 超級管理員 發(fā)布時間: 2023-07-14 已訪問: 184 次

近年來大規(guī)模的衛(wèi)星星座成為航天界發(fā)展的重點領(lǐng)域之一?!董h(huán)球時報》記者7月13日在第九屆中國(國際)商業(yè)航天高峰論壇上獲悉,中國航天科工空間工程總體部當天宣布,將正式啟動超低軌通信、遙感一體星座建設(shè)。


這個最終規(guī)模達到300余顆衛(wèi)星的大型星座系統(tǒng)在最終建成后,將具備“全球任一地點10分鐘內(nèi)查訪”的即時業(yè)務(wù)響應(yīng)和服務(wù)能力,這將為全球應(yīng)急救援、火情監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域提供更加有效的數(shù)據(jù)和能力支撐。


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超低軌衛(wèi)星星座示意圖


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相關(guān)衛(wèi)星示意圖


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超低軌衛(wèi)星星座優(yōu)勢在哪里


中國航天科工空間工程總體部超低軌通遙一體星座總設(shè)計師張楠7月13日在接受《環(huán)球時報》記者采訪時介紹稱:“超低軌的概念主要還是從距離地面的高度來劃分的?!彼硎?,通常而言,低軌是指距離地面500-2000公里的軌道高度,遙感衛(wèi)星一般在距離地面500-600公里的高度運行,我國正在建設(shè)的低軌寬帶通信衛(wèi)星一般在距離地面1000公里的軌道高度運行。中國空間站則位于距離地面400公里的軌道。美國“星鏈”互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座的主要運行高度在550公里左右。而超低軌距離地面更近,軌道高度通常在300公里以下,未來中國超低軌通遙一體星座想要應(yīng)用的空域范圍計劃將在150公里到300公里之間。


從國外和國內(nèi)的情況來看,超低軌目前尚未大規(guī)模的開發(fā)應(yīng)用,此前只開展過一些科學應(yīng)用試驗。張楠表示,這是因為在該軌道高度上有殘留的空氣,它會對衛(wèi)星的運行產(chǎn)生阻力,衛(wèi)星想要在這個軌道上長時間運行,必然需要消耗更多的燃料,付出額外的代價才能抵消大氣阻力的作用。


張楠解釋稱:“相較于傳統(tǒng)軌道,超低軌的動力學環(huán)境復(fù)雜,稀薄大氣阻力、原子氧通量隨軌道降低以近指數(shù)規(guī)律增長,維持衛(wèi)星長期穩(wěn)定可靠運行,需要抵消衛(wèi)星軌道由于更高的大氣阻力而快速衰減的影響,長期運行需要面對諸多技術(shù)挑戰(zhàn)?!?/p>


盡管超低軌長期運行需要面對諸多技術(shù)挑戰(zhàn),目前尚未規(guī)模化應(yīng)用開發(fā),但投資價值巨大,美國、日本以及一些歐洲國家均已啟動相關(guān)商業(yè)或科學探空活動。


張楠介紹稱,“超低軌衛(wèi)星因為距離地面更近,因此能夠處理一些微弱信號,而在對地觀測的層面,距離地面更近也意味著對地觀測時看得更清楚?!背蛙壭l(wèi)星具有超高的價值,因軌道高度降低,對地“遙感”變?yōu)椤敖恕倍@得更低的成本和更高的觀測分辨率、更短的傳輸時延等,可實現(xiàn)同等分辨率下光學載荷重量、成本降低50%,合成孔徑雷達(SAR)載荷重量、成本均降低40%。


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可以搭載不同載荷


在談及開展這一極具前瞻性和戰(zhàn)略性大型星座建設(shè)計劃的初衷時,中國航天科工空間工程總體部副總經(jīng)理李艷彬向《環(huán)球時報》記者介紹稱,當前我國的衛(wèi)星遙感存在“成本高、效率低、應(yīng)用少”等問題,無法全面保障搶險救災(zāi)、應(yīng)急調(diào)度等重大行動對關(guān)鍵信息時效性的迫切需求。因此,中國航天科工空間工程總體部提出超低軌通遙一體星座建設(shè)計劃,可利用超低軌衛(wèi)星有效載荷成本低、通信時延小、用戶終端小型化等優(yōu)勢,構(gòu)筑一個開放的分布式智能型網(wǎng)絡(luò)化超低軌空間基礎(chǔ)底座。這些衛(wèi)星可以搭載不同載荷,輔以先進星載智能處理、星端直連、星間通信技術(shù),從而能夠更為快速、精準地獲取空間信息,滿足政府、企業(yè)甚至個人對于更高精度、高時效、高可靠空間決策信息方面的迫切需求。


據(jù)《環(huán)球時報》記者了解,中國啟動建設(shè)的這套超低軌通遙一體星座系統(tǒng)的空間分辨率將達到0.5米,空間信息能在15分鐘內(nèi)直達用戶。通過星上的AI智能處理、衛(wèi)星與用戶終端直連、星間通信等功能,可省去大量的地面集中數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié),實現(xiàn)空間信息直達用戶終端,孵化出一個衛(wèi)星直接服務(wù)于大眾的新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)。


李艷彬形象地介紹稱:“屆時我們能夠?qū)崿F(xiàn)第一顆衛(wèi)星接收用戶需求,第二顆衛(wèi)星拍攝所需信息,第三顆衛(wèi)星完成智能處理以及實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)在軌實時處理與智能識別,并將結(jié)果通過星間鏈路傳輸、星端鏈路快速分發(fā)的應(yīng)用場景?!睋?jù)介紹,這些能力可為應(yīng)急救援、火情監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域提供有效的數(shù)據(jù)和能力支撐,衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)平臺為用戶提供常態(tài)化的災(zāi)情監(jiān)測預(yù)警,應(yīng)急事件發(fā)生后,星間傳輸和星上智能處理可以高效拍攝和提取關(guān)鍵信息,依托自主網(wǎng)絡(luò)直傳至車載或便攜終端,在15分鐘內(nèi)為一線處置單元和前線指揮機構(gòu)提供高時效的災(zāi)區(qū)現(xiàn)場影像,高效支撐應(yīng)急救援和輔助決策。


就商業(yè)價值而言,一方面,這套超低軌通遙一體星座對熱點區(qū)域或重點目標進行高分辨率實時觀測和目標特性獲取,通過銷售衛(wèi)星及用戶終端產(chǎn)品(含軟件)、空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品及增值服務(wù)來獲取商業(yè)利潤。另一方面,通過構(gòu)建超低軌空間基礎(chǔ)底座打造新質(zhì)新域產(chǎn)業(yè)生態(tài),面向社會征集搭載載荷,實現(xiàn)互利共贏。


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需要突破諸多關(guān)鍵技術(shù)


不過,想要實現(xiàn)這些目標,該項目團隊需要突破星間協(xié)同高效觀測和星上智能處理等關(guān)鍵技術(shù)。張楠介紹稱,該項目計劃在2023年完成超低軌通遙一體星座首發(fā)星發(fā)射,2024年完成9星業(yè)務(wù)驗證星簇發(fā)射,同時完成衛(wèi)星數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺建設(shè),構(gòu)建即時ToC遙感業(yè)務(wù)應(yīng)用示范系統(tǒng),提供1天級服務(wù)響應(yīng)能力和信息直達用戶大眾。2026-2030年間,該項目將進入規(guī)模組網(wǎng)階段,計劃2030年完成300顆星在軌組網(wǎng)運行,提供可見光、SAR、高光譜、紅外多元服務(wù)體系,形成全球15分鐘響應(yīng)能力。到2030年以后,完成業(yè)務(wù)系統(tǒng)全面建設(shè),達到全球范圍10分鐘以內(nèi)的即時業(yè)務(wù)響應(yīng)和服務(wù)能力。


超低軌通遙一體星座衛(wèi)星的設(shè)計壽命為5年,為了保證衛(wèi)星能夠長期在軌運行,主要采用兩種途徑。張楠介紹稱,首先從衛(wèi)星的總體設(shè)計上,會對衛(wèi)星的外形進行針對性的氣動設(shè)計,減少衛(wèi)星的阻力,這樣相對而言就能減少衛(wèi)星維持軌道高度所消耗的燃料量。而為了減少氣動對于衛(wèi)星姿態(tài)的影響,衛(wèi)星還將進行增穩(wěn)設(shè)計,例如充分利用好衛(wèi)星的太陽翼,這樣就能夠讓衛(wèi)星飛得更穩(wěn)。此外,隨著電推進技術(shù)的日漸成熟,相關(guān)產(chǎn)品也將應(yīng)用在超低軌通遙一體星座衛(wèi)星上。目前國內(nèi)已經(jīng)有很多商業(yè)公司在致力于開發(fā)小型電推產(chǎn)品,這些電推產(chǎn)品不僅價格更低,而且使用壽命和可靠性也在同步提升,在采用這種電推進技術(shù)后,就能夠大幅減少衛(wèi)星維持軌道高度所消耗的燃料重量。


關(guān)于超低軌通信、遙感一體星座的具體研制情況,張楠透露稱,“目前超低軌通遙一體星座首發(fā)星已完成正樣產(chǎn)品設(shè)計與投產(chǎn),首星將搭載光學遙感相機、星載智能處理設(shè)備、原子氧探測器等有效載荷,計劃12月發(fā)射?!?/p>

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