1月5日，備受矚目的高分四號衛(wèi)星經(jīng)歷了為期一周的太空旅行，在距地球36000公里的太空為祖國發(fā)來了親自拍攝的第一張“明信片”，筆者今天從抓總研制高分四號衛(wèi)星的中國航天科技集團公司五院了解到，該衛(wèi)星在軌運行正常，正在進行載荷測試，成像效果良好，達到預期目標。標志著我國突破了地球同步軌道遙感衛(wèi)星五大關鍵技術。
■ 總體設計技術首攀高軌之峰
高軌道高分辨率光學遙感衛(wèi)星設計，在世界上尚沒有工程實施的先例，面臨著眾多新難題，其中最主要的是：與低軌道衛(wèi)星相比，如何在距地球幾十倍遠的太空保持“好視力”？與通信、導航衛(wèi)星等 “高軌兄弟”相比，如何確保在任何時候拍照都不能“發(fā)抖”？
高分四號衛(wèi)星總指揮兼總設計師李果帶領研制團隊巧妙應對了成像質量保障、衛(wèi)星構型設計、工作模式設計、微振動等帶來的一系列挑戰(zhàn)，圓滿完成了高分四號衛(wèi)星的設計，形成了我國首個高軌道遙感衛(wèi)星平臺，為“站得高、看得廣、拍得棒”提供了堅實的系統(tǒng)保障。
■ 控制技術首破高軌“又快又穩(wěn)”難關
與地球靜止軌道通信衛(wèi)星處于相對靜止狀態(tài)不同，高分四號衛(wèi)星在瞄準觀測目標時既要“動如脫兔”、迅速對準，又要瞬間穩(wěn)定、“靜若處子”地拍照。
為此，五院502所的技術人員突破了“小角度快速機動技術”，為高分四號安裝了四個大力矩動量輪，使其得以從容地規(guī)劃整個拍攝過程，在更短的時間內拍攝更多清晰的照片。大力矩飛輪因其具有輸出力矩大、控制精度高、壽命長、重量輕、使用便捷等特點，為我國航天器實現(xiàn)長壽命、高精度、快速機動提供了新的技術途徑。
■ 首次掌握高軌遙感衛(wèi)星長壽“基因”
為掌握高軌遙感衛(wèi)星的長壽“基因”，五院總體部在系統(tǒng)層面上深入分析了對衛(wèi)星平臺、有效載荷壽命和可靠性的影響，并對地球同步軌道衛(wèi)星的空間環(huán)境進行了深入研究，提出了一系列設計與驗證方法，全面增強高分四號的“抵抗力”。例如，為了讓高分四號衛(wèi)星在午夜時分不受太陽的暴曬，避免相機受曬影響成像功能，設計人員提出了“陽光規(guī)避”模式，撐起一把太陽傘保護相機。
此外，研制人員開展了一系列星上部件長壽命試驗驗證，確保高分四號的各樣“器官”健康強壯。
■ 打造首個高穩(wěn)定一體化“三腳架”
高分四號衛(wèi)星攜帶的相機口徑很大，這個“大炮筒”如果沒有堅固的“三腳架”，成像將會變得模糊。五院總體部研制人員首次采用了一體化結構，創(chuàng)新設計了一個在太空中“零變形”的“三腳架”。承擔生產(chǎn)任務的五院529廠也精心設計出一套新型組合式工裝，能夠同時保證異型結構每一個平面的精度，使“三腳架”更加穩(wěn)固。
■ 首次具備復雜條件下拍攝精品能力
為確保成像質量，負責高分四號衛(wèi)星相機研制的508所在高分相機家族中創(chuàng)造了多個“第一”，比如第一次采用億級像元數(shù)的可見光器件以及百萬級像元的中波紅外器件，第一次采用大面陣凝視成像體制，第一次采用中波紅外與可見光共口徑的光學設計等，從而使高分四號相機成為我國首臺高軌高分辨率相機。
與高分一號、高分二號衛(wèi)星相機相比，能夠靈活調整積分時間的高分四號相機更像是一臺“單反相機”，可實現(xiàn)大動態(tài)范圍成像和使用長積分時間實現(xiàn)對暗目標的觀測。此外，高分四號衛(wèi)星還可以對動態(tài)目標的運行軌跡、趨勢進行捕獲，成為一個“準攝像機”，不僅可以滿足減災、氣象、地震、林業(yè)等應用需求，還將為我國“同時具有高空間分辨率和高時間分辨率光學遙感”技術發(fā)展開啟新征程。(潘晨 楊艷 薛英民 蔣建科)
