環境減災衛星

環境減災衛星

環境減災衛星全稱中國環境與災害監測預報小衛星星座,是中國專用於環境與災害監測預報的衛星,其A、B星於2008年9月6日以一箭雙星的方式在太原衛星發射中心由長征二號丙火箭發射升空。

簡介

環境減災衛星於2003年由國務院批准立項,由A、B兩顆中解析度光學小衛星和計畫於2009年發射升空的一顆合成孔徑雷達小衛星C星組成,主要用於對生態環境和災害進行大範圍、全天候動態監測,及時反映生態環境和災害發生、發展過程,對生態環境和災害發展變化趨勢進行預測,對災情進行快速評估,為緊急求援、災後救助和重建工作提供科學依據,採取多顆衛星組網飛行的模式,每兩天就能實現一次全球覆蓋[1]。

系統組成

環境減災衛星A、B星由中國航天科技集團公司所屬東方紅衛星公司負責研製生產,設計壽命均大於三年,可提供可見光、紅外譜段光學遙感信息,並將在一個軌道面內飛行。
A星任務
環境與災害監測預報小衛星星座A星是一顆光學星,主要在可見光譜段範圍內,採用多光譜和高光譜探測手段,形成對地物大範圍觀測和高光譜遙感的能力,為災害和生態環境發展變化趨勢預測提供信息,對災情和環境質量進行快速和科學的評估提供信息。
A星與星座的B星在同一軌道面內,呈180相位,可見光探測可完成對地重複觀測2天的觀測能力,高光譜探測通過側擺可形成4天的重複觀測能力。
A星同時作為亞太多邊合作小衛星(SMMS),裝載泰國研製的Ka通信試驗設備。
A星功能
衛星功能主要包括對地可見光及高光譜遙感、Ka波段通信試驗、數據傳輸、姿態與軌道控制、電源生成與配電、衛星事務管理、溫度控制、測控等功能。
A星指標
HJ-1-A衛星重量 473kg
尺寸 1.43m*1.12m*0.96m
在軌最大展寬 7.5m
軌道種類 太陽同步
高度 649km
傾角 98.00
降交點地方時 10:30
周期 97.6min
重訪周期 4天
CCD相機:
探測譜段範圍 蘭、綠、紅、近紅外
譜段數量 4個
解析度 30m
幅寬 711km
超光譜成像儀:
探測譜段範圍 可見光、近紅外
譜段數量 115個
平均譜段寬度 5nm
解析度 100m
幅寬 51km
側視能力 30°
衛星設計壽命: 3年
B星任務
環境與災害監測預報小衛星星座B星是一顆光學星,主要在可見光與紅外譜段範圍內,採用多光譜和紅外光譜探測手段,形成對地物大範圍觀測的能力和地表溫度探測能力,為災害和生態環境發展變化趨勢預測提供信息,對災情和環境質量進行快速和科學的評估提供信息。
B星與星座的A星在同一軌道面內,呈180相位,可見光探測將共同完成對地重複觀測2天的觀測能力。紅外探測可形成4天的重複觀測。
B星功能
衛星功能主要包括對地可見光/紅外遙感、數據傳輸、姿態與軌道控制、電源生成與配電、衛星事務管理、溫度控制、測控等功能。
B星指標
HJ-1-B衛星重量 496kg
尺寸 1.43m*1.12m*0.96m
在軌最大展寬 7.5m
軌道種類 太陽同步
高度 649km
傾角 98.00
降交點地方時 10:30
周期 97.6min
重訪周期 4天
CCD相機:
探測譜段 4個,蘭、綠、紅、近紅外
解析度 30m
幅寬 711km
紅外探成像儀:
測譜段範圍 近/短波/中波/長波紅外
譜段數量 4個
解析度 近/短波/中波紅外150m
長波紅外300m
幅寬 740km
製冷方式 機械製冷
製冷溫度 85~95K
衛星設計壽命: 3年

進度

2008年9月6日11點25分,環境與災害監測小衛星星座A、B星由CZ-2C/SMA火箭在太原衛星發射中心採用一箭雙星方式成功發射並順利進入預定軌道,隨即工作轉入在軌測試階段。
2009年2月19日,通過在軌測試評審。
2009年3月30日,國家國防科技工業局在京組織環境與災害監測預報小衛星A、B星在軌交付儀式。中國航天科技集團公司和中國衛星發射測控系統部將衛星正式交付給民政部和環境保護部投入使用。

放飛

2008年7月中旬,就在北京奧運會開幕前夕,《北京晚報》頭版的一張照片讓讀者眼前一亮:挺拔雄偉的中央電視塔上空,呈現出了澄澈的天空和潔白的浮雲。奧運會期間,北京13天的優質天氣,再次讓人們看到,經過努力,我們的家園正在變得更美好。
然而,就在奧運會結束後不久的8月30日,四川攀枝花發生6.1級地震,勾起了人們對汶川大地震的慘痛回憶。專家預言,我國進入了地震多發期,自然災害頻發的我國,可能多了一種“常規威脅”。
於是,成功發射環境與災害監測預報小衛星,成為人們心中的一個美好期盼,大家共同期望我國首次發射的環境減災衛星能為我國的環境保護和減災工作提供強有力的幫助。
9月6日,在已顯秋意的太原衛星發射中心,環境與災害監測預報小衛星A、B星在長征二號丙SMA火箭的托舉下順利升空,帶著人們的期盼和祝願,開始了意義非凡的太空之旅。
合璧鑄雙星
星座初顯效
9月3日下午,決定執行環境與災害監測預報小衛星A、B星發射任務的發射中心指揮部會議結束後,白照廣回到自己的宿舍,坐在椅子上小憩了一會兒。雖然疲憊陣陣襲來,但作為衛星總指揮兼總設計師,他還要給衛星發射試驗隊員布置臨射前的最後工作。
進入發射中心的40多天來,衛星發射試驗隊在他的帶領下完成了繁重的測試任務,創下了我國雙星發射測試時間最短的紀錄。5年的執著和追求,似乎也都被壓縮進了這40多個艱苦而難忘的日日夜夜中。
2003年2月,環境與災害監測預報星座一期工程“2+1星座”正式在原國防科工委立項,五院航天東方紅衛星公司接下令箭,組建了以白照廣為總指揮兼總設計師的A、B兩顆光學衛星的研製隊伍,環境與災害監測預報小衛星A、B星正式進入研製階段。
研人員感到欣慰的是,雖然研製過程很辛苦,但這兩顆星確立了環境與災害監測預報星座技術水平的高起點,為後續星的研製奠定了堅實基礎。
A、B星在現有技術狀態下最大限度地升級了CAST968小衛星平台,使該衛星平台在軌壽命由2年延長至3年以上。“這使我國小衛星平台研製工作向前邁進了一大步,除了可為用戶提供更穩定的服務外,還積累了小衛星平台延長使用壽命的諸多經驗。”白照廣說,不斷延長壽命將是該衛星平台繼續追求的重要目標。
兩顆衛星中,A星的主要載荷為兩台寬覆蓋多光譜CCD相機和一台超光譜成像儀。B星上也有兩台寬覆蓋多光譜CCD相機,另外還有一台紅外相機。這6台主要載荷設備,全部是針對衛星監測環境和災害時對空間解析度和時間解析度的苛刻要求而研製的新產品,部分產品達到了世界先進水平。
尤其是A星上攜帶的超光譜成像儀,覆蓋了115個光譜段,最低光譜解析度小於3納米,能精確監測到環境和災害的變化。寬覆蓋多光譜CCD相機兼顧空間和時間上的觀測需求,具有30米的解析度和兩天一個周期的觀測能力。另外,B星上的紅外相機採用了機械製冷方式,把其地表監測溫度提高到500K(約227℃),是目前我國監測地面溫度及火災最有效的遙感衛星製冷技術。
為了更加有效地對衛星進行在軌控制,A、B星增強了軟體維護能力,每顆星上的8台設備可以通過地面遙測遙控手段分別注入一套維護軟體。另外,衛星研製人員還開發了新型太陽帆板驅動機構,其重量只有6公斤。
據白照廣介紹,A、B星上的多台設備體現了我國衛星有效載荷研製的新方向,豐富了我國衛星產品的研製思路。長二丙“新丁”
太空舞“芭蕾”
8月5日,距奧運會開幕還有3天,北京已經提前歡騰起來了。然而,就在同一天,一群同樣懷著中華民族百年奧運夢想的航天人,從北京來到了山西西北部的高原腹地——太原衛星發射中心。在這裡,他們有一個特殊的稱謂——長二丙SMA火箭發射試驗隊,承擔起了我國環境與災害監測預報小衛星A、B星的發射任務。
出發前,一些試驗隊員把買到手的奧運會門票轉讓了。雖然心中有一絲遺憾,但這次任務是他們為之奮鬥了5年的另一個夢想。
2003年,環境與災害監測預報小衛星2+1星座立項時,火箭總指揮鄭全寶得知長二丙火箭負責護送我國首發環境與災害監測衛星上天的訊息後,心中的激動和驕傲難以抑制。當他把這個訊息告訴火箭研製隊伍時,大家更是摩拳擦掌,決心打個漂亮仗。
5年來,火箭研製隊伍已經不記得經歷了多少個辛苦的日日夜夜,他們的唯一願望就是為環境減災雙星量身打造最好的火箭:“長二丙SMA”。
在火箭總指揮鄭全寶和總設計師范瑞祥心中,這枚火箭是一名“新丁”,伴隨著長二丙系列火箭的第31次豪邁出征,它給中國航天事業帶來了新的騰飛。
這名“新丁”在本次發射中實現了我國運載火箭史上的兩個首次:雙軌雙星、衛星內支撐串聯結構。
長征火箭雖然曾多次執行一箭多星發射任務,但衛星都是處於同一軌道。在本次發射任務中,長二丙SMA火箭把環境與災害監測預報小衛星A、B星準確送入不同的軌道,實現了我國發射技術的重大突破。
實現這一技術突破的關鍵是對火箭上面級的精準控制。鄭全寶用“跳芭蕾舞”來比喻火箭上面級在太空中的17項精彩表演:滑行、調姿、變軌、減速、末修、釋放A星……釋放B星、回落,那種精彩似乎只有訓練有素的舞蹈家才能聲情並茂、姿態優美地展示出來。
以往同時發射兩顆衛星時,衛星在整流罩中一般採用左右並聯的結構,在有限的空間內,會顯得“擁擠”。本次發射的兩顆衛星的“座椅”很“舒適”。研製人員採用A星在上、B星在前景很廣闊
目前,航天東方紅衛星公司在10年時間內研發了基於CAST968平台和CAST2000平台的11顆小衛星,包括海洋一號A/B星、探測一號及二號等深受用戶讚譽的衛星。
在經歷了環境與災害監測預報小衛星A、B星的研製過程後,CAST968小衛星平台更加成熟,將為更多的小衛星研製工作提供支持。衛星小型化是世界衛星產業發展的一個重要方向,因此小衛星的前景非常廣闊,將大有作為。
郭寶柱和白照廣都非常看好小衛星的發展前景。他們說,無論從衛星研製周期還是經濟綜合效益角度考慮,小衛星都具有很強的優勢。
相對於系統複雜的大衛星來說,小衛星需要研製的載荷較少,往往只需裝載執行某一特殊任務的載荷設備,不存在載荷之間複雜的配比問題,將大大縮短整星的研製時間。
同時,大衛星從設計、試驗到研製成功需要的時間較長。而小衛星完成這個過程一般只需三四年。隨著小衛星技術日趨成熟,以及規格統一、設計標準化、裝配模組化、試驗程式簡化工作的推進,小衛星的研製生產時間可縮短到幾個月至1年。
在白照廣看來,隨著我國經濟的發展,信息化程度將進一步提高,越來越多的行業和部門需要專業的衛星開展業務。這時候,小衛星就派上了用場,因為在業務運行初期,小衛星具有較高的性價比,項目起步快,有利於快速開展業務。
作為環境與災害監測預報星座總工程師,經過幾年的研製工作,郭寶柱深知小衛星強大的組網能力。“小衛星具有很強的組網能力,可以組成功能強大、覆蓋範圍廣、精度高的星座系統,其中環境與災害監測預報星座就是典型的代表。”他指出。雖然環境與災害監測預報星座還沒有最終建成,但他對其預定功能很看好。同時,他認為,相對於功能複雜的大衛星來說,小衛星在標準化設計、批量化生產、流水線操作等方面的發展趨勢,使其具有補網容易、星座功能穩定的優越性。[2] 

接收站交付泰方使用

國際線上報導(記者張冬梅):由中國航天科技集團公司中國資源衛星套用中心承建的中國環境減災衛星泰國接收站工程建設項目,4月1日正式交付泰方使用。
 
接收站
接收站中國環境減災衛星泰國接收站設立在泰國農業大學曼谷校區,泰國信息與通訊技術部、農業大學共出資6000萬泰銖,中方出售全套設備並承擔安裝、培訓等工作。1日,中國資源衛星套用中心主任徐文與泰國農業大學校長烏迪猜代表中泰雙方在交付契約書上籤字。中國駐泰大使館公使銜參贊呂健、泰國信息與通訊技術部常務次長吉拉婉女士出席交付儀式。
中國環境減災衛星是中國專用於環境與災害監測預報的衛星,其A、B星(簡稱HJ-1A,HJ-1B)於2008年發射升空。這2顆衛星均載有兩台寬覆蓋多光譜CCD相機。相機拍攝的一張照片就可覆蓋710公里寬度。環境減災衛星主要用於對生態環境和災害進行大範圍、全天候動態監測。中方代表徐文先生說:“衛星上的相機兩天掃描一遍全球,這對於災害圖像實時的傳送非常有益,這對於他們(指方)了解自然災害的情況、包括救災的情況都會有幫助。非常及時能看到。”
 據介紹,中國環境減災衛星近日已經對泰國南部的洪災監測發揮作用。新建成的泰國衛星接收站在試運行期間,每天實時接收處理中國環境衛星過境期間下傳的泰國南部洪災衛星遙感圖像,經過地面系統的近實時處理、解譯和分析,為泰國有關部門及時了解災情、做出泥水流預警等提供了幫助。
泰國農業大學校長烏迪猜則表示,中國環境減災衛星泰國接收站項目使泰國一些政府部門以及科研部門都從中受益。“如果你要用衛星照片,可以免費獲得,因此科研人員也會獲益,各個大學如果要用,可以開展合作;另一方面,政府部委也用得上,像農業部,還有國防部,我們可以使用衛星照片發出預警,如泥水流等災害預警,我們現在就遭遇了很多泥水流災害。因此,我認為這一項目對於泰國益處很大。”
據了解,泰國接收站項目是中國首次實現衛星遙感地面接收站整套系統出口。中國長城工業總公司作為這一項目的代理商,將高新技術以工程項目的形式出口,取得“走出去”的重要一步。該司副總裁張曉東說:“這是第一次使我們的衛星遙感地面接收站走向國際,利用我們國家的環境減災空間系統,進行國際合作的很好範例。我們希望,這僅僅是第一步,我們今後還會利用空間系統,與周邊國家、友好國家進行國際合作。”[1]

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