“硬核管家”來了，讓衛星提供更多精準服務

　　本報記者 彭冰 柳姍姍

　　《工人日報》(2023年09月26日 06版)

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　　從首星升空到百星在天，“吉林一號”星座組網速度不斷加快，衛星制造與發射成本不斷下降。研發人員通過衛星實時獲取地面影像，再對這些影像進行深度開發，讓它們“活起來，會說話”，高效服務各行各業。

　　北國金秋天高云淡，位于吉林長春的北湖公園內荷花搖曳，在公園不遠處，有一座銀灰色樓體呈三橫一縱分布，從空中俯瞰好似一個“王”字，也被大家稱為“天王樓”，這里就是我國第一家商業遙感衛星公司——長光衛星技術股份有限公司的吉星樓。

　　8月25日12時59分，由該公司牽頭研制的“香港科大—雄彬一號”衛星直飛天際，成功進入預定軌道，至此，“吉林一號”衛星星座實現108顆衛星在軌運行。

　　“吉林一號”是目前全球最大的亞米級商業遙感衛星星座。

　　作為這個耀眼星座的“締造者”，長光衛星自2014年底成立以來，憑借自主技術在商業航天領域創造了多項第一，成為我國商業航天的開創者和領跑者、東北首家獨角獸企業。

　　遙感開發，讓衛星影像“會說話”

　　長光衛星發射的108顆“吉林一號”，目前都發揮了哪些作用？

　　該公司數據中心三室主任朱瑞飛這樣回答：“人造衛星包括通信衛星、導航衛星、遙感衛星、科學實驗衛星4類。我們深耕的是光學遙感衛星，即通過衛星實時獲取地面影像，再對這些影像進行深度開發，讓它們‘活起來，會說話’，高效服務各行各業。”

　　以長光衛星打造的一款“林業衛士”App為例，其可幫助林業人員阻擊松材線蟲——松材線蟲是一種外來入侵物種，對我國天然針葉林構成巨大威脅，但單靠人力排查松材線蟲的分布無異于大海撈針。

　　不過，松材線蟲體長不足1毫米，茫茫林海中，它又是怎么被遠在太空的衛星發現的呢？

　　遙感應用工程師曲春梅為記者解惑：“感染松材線蟲后，松針顏色會由綠變黃再變紅，直至變成深褐色枯死，我們通過分析衛星遙感影像中樹冠顏色的變化，就可鎖定松材線蟲的出沒區域。”

　　除了推出能辨色識蟲的“林業衛士”，長光衛星還開發了能辨色識地的“農業管家”。

　　手指電腦屏幕，產品開發團隊成員鞏加龍對記者說：“用肉眼看，所有農作物都是綠色的，其實它們反射的太陽光譜不同，由此可以區分出農作物類型，長勢好壞也一目了然，綠色區域長勢較好，紅色區域長勢較差，把這些反饋給農戶，就知道哪里需施肥，哪里要澆水了……”

　　記者看到，“吉林一號”傳回的衛星影像上，道路、汽車、樹木清晰可見。遙感應用工程師袁雪琪說：“林區若有亂砍濫伐、私搭亂建，全逃不過衛星的眼睛，包括出現火情、水患、地震等災害，我們都可以第一時間將圖像處理好，提交有關部門以進行科學應對。”

　　依托“吉林一號”星座，目前長光衛星已為農林、水利、環保、交通等14個領域提供了150多項遙感服務，客戶遍布全球10余個國家和地區。

　　“1箭41星”，源自衛星“瘦身減重”

　　“從首星升空到百星在天，‘吉林一號’星座組網速度不斷加快的背后，是我們圍繞‘低成本、低重量、低功耗、高分辨’目標，8年多來持之以恒的技術創新。”長光衛星黨委書記、副總經理賈宏光告訴記者，迄今為止， 該公司已進行4次技術迭代。

　　2015年10月，長光衛星以“1箭4星”形式首次發射其自主研制的“吉林一號”光學A星，揭開了我國商業航天的大幕。今年6月，該公司又以“1箭41星”再次刷新了自身保持的中國航天單次發射衛星數量紀錄。

　　“傳統衛星的設計理念是‘平臺+載荷’，衛星重量動輒1~2噸，但我們的第一代衛星是以載荷為核心設計，同等性能下把衛星重量減到了420公斤。從第二代產品起，我們采用了星載一體化技術，使衛星再度大幅減重……”長光衛星副總經理、衛星總設計師鐘興介紹，如今，公司第三代衛星的重量已減至40公斤級，最新型號的衛星甚至降到20公斤級。

　　衛星實現輕量化后，一只火箭可攜帶的衛星數量相應增加，發射效率大幅提高，發射成本大大降低，“1箭41星”與“百星在天”由此實現。

　　更重要的是，隨著衛星重量降至第一代衛星的1/20，單星造價也從8000多萬元降到了400多萬元，且性能指標優于前代衛星，定位精度更高、數據獲取和傳輸能力更強……

　　“隨著衛星制造與發射成本的下降，衛星圖片的價格降到了初期的1/10左右，這就使得越來越多的行業、企業可以消費得起。”賈宏光介紹。

　　突破壁壘，進一步提升性價比

　　隨著在軌衛星數量的迅速增加，“吉林一號”星座每天拍攝的影像達到海量級別，如何提高數據的傳輸和處理速度，降低數據傳輸成本，迫在眉睫。

　　“衛星一般依靠微波向地面傳輸數據，但微波頻段資源有限，常用的X頻段僅有375兆赫(MHz)，近年開始應用的Ka頻段也只有1.5吉赫(GHz)，難以滿足海量數據傳輸需求。”長光衛星信息通信技術研究室副主任孫偉告訴記者。

　　為破解這個難題，長光衛星攜手中國科學院空天信息創新研究院積極開展星地激光高速通信試驗，即使用激光信號在地面與衛星之間進行通信，并于今年6月末取得成功，實現首次業務化應用，完成了我國航空航天發展史上的又一次重大突破。

　　“星地激光通信不需要申請，也不用付費，當衛星運行到地面接收站的上方，激光就可以直接傳輸數據。”孫偉打了個比方：“如果將微波頻段比作道路，那么X頻段是單車道，Ka頻段是4車道，而激光頻譜資源極其豐富，可容納成百上千車道，傳輸速度提高10~15倍，1秒鐘就能傳一部高清電影。”

　　按照長光衛星的規劃，到今年底，“吉林一號”星座將實現138顆衛星組網，具備對全球任意地點在10分鐘內進行重訪的能力；到2025年，實現300顆衛星組網，每天至少一次全球無死角拍攝。

　　“隨著上天的衛星越來越多，衛星圖像的實時性與質量越來越好。我們的核心目標就是通過持續創新，不斷提升衛星的性價比，同步降低服務成本，最終實現用航天遙感數據服務全球70億人的愿景。” 賈宏光說。