“硬核管家”来了，让卫星提供更多精准服务
本报记者 彭冰 柳姗姗
《工人日报》(2023年09月26日 06版)
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从首星升空到百星在天，“吉林一号”星座组网速度不断加快，卫星制造与发射成本不断下降。研发人员通过卫星实时获取地面影像，再对这些影像进行深度开发，让它们“活起来，会说话”，高效服务各行各业。
北国金秋天高云淡，位于吉林长春的北湖公园内荷花摇曳，在公园不远处，有一座银灰色楼体呈三横一纵分布，从空中俯瞰好似一个“王”字，也被大家称为“天王楼”，这里就是我国第一家商业遥感卫星公司——长光卫星技术股份有限公司的吉星楼。
8月25日12时59分，由该公司牵头研制的“香港科大—雄彬一号”卫星直飞天际，成功进入预定轨道，至此，“吉林一号”卫星星座实现108颗卫星在轨运行。
“吉林一号”是目前全球最大的亚米级商业遥感卫星星座。
作为这个耀眼星座的“缔造者”，长光卫星自2014年底成立以来，凭借自主技术在商业航天领域创造了多项第一，成为我国商业航天的开创者和领跑者、东北首家独角兽企业。
遥感开发，让卫星影像“会说话”
长光卫星发射的108颗“吉林一号”，目前都发挥了哪些作用？
该公司数据中心三室主任朱瑞飞这样回答：“人造卫星包括通信卫星、导航卫星、遥感卫星、科学实验卫星4类。我们深耕的是光学遥感卫星，即通过卫星实时获取地面影像，再对这些影像进行深度开发，让它们‘活起来，会说话’，高效服务各行各业。”
以长光卫星打造的一款“林业卫士”App为例，其可帮助林业人员阻击松材线虫——松材线虫是一种外来入侵物种，对我国天然针叶林构成巨大威胁，但单靠人力排查松材线虫的分布无异于大海捞针。
不过，松材线虫体长不足1毫米，茫茫林海中，它又是怎么被远在太空的卫星发现的呢？
遥感应用工程师曲春梅为记者解惑：“感染松材线虫后，松针颜色会由绿变黄再变红，直至变成深褐色枯死，我们通过分析卫星遥感影像中树冠颜色的变化，就可锁定松材线虫的出没区域。”
除了推出能辨色识虫的“林业卫士”，长光卫星还开发了能辨色识地的“农业管家”。
手指电脑屏幕，产品开发团队成员巩加龙对记者说：“用肉眼看，所有农作物都是绿色的，其实它们反射的太阳光谱不同，由此可以区分出农作物类型，长势好坏也一目了然，绿色区域长势较好，红色区域长势较差，把这些反馈给农户，就知道哪里需施肥，哪里要浇水了……”
记者看到，“吉林一号”传回的卫星影像上，道路、汽车、树木清晰可见。遥感应用工程师袁雪琪说：“林区若有乱砍滥伐、私搭乱建，全逃不过卫星的眼睛，包括出现火情、水患、地震等灾害，我们都可以第一时间将图像处理好，提交有关部门以进行科学应对。”
依托“吉林一号”星座，目前长光卫星已为农林、水利、环保、交通等14个领域提供了150多项遥感服务，客户遍布全球10余个国家和地区。
“1箭41星”，源自卫星“瘦身减重”
“从首星升空到百星在天，‘吉林一号’星座组网速度不断加快的背后，是我们围绕‘低成本、低重量、低功耗、高分辨’目标，8年多来持之以恒的技术创新。”长光卫星党委书记、副总经理贾宏光告诉记者，迄今为止， 该公司已进行4次技术迭代。
2015年10月，长光卫星以“1箭4星”形式首次发射其自主研制的“吉林一号”光学A星，揭开了我国商业航天的大幕。今年6月，该公司又以“1箭41星”再次刷新了自身保持的中国航天单次发射卫星数量纪录。
“传统卫星的设计理念是‘平台+载荷’，卫星重量动辄1~2吨，但我们的第一代卫星是以载荷为核心设计，同等性能下把卫星重量减到了420公斤。从第二代产品起，我们采用了星载一体化技术，使卫星再度大幅减重……”长光卫星副总经理、卫星总设计师钟兴介绍，如今，公司第三代卫星的重量已减至40公斤级，最新型号的卫星甚至降到20公斤级。
卫星实现轻量化后，一只火箭可携带的卫星数量相应增加，发射效率大幅提高，发射成本大大降低，“1箭41星”与“百星在天”由此实现。
更重要的是，随着卫星重量降至第一代卫星的1/20，单星造价也从8000多万元降到了400多万元，且性能指标优于前代卫星，定位精度更高、数据获取和传输能力更强……
“随着卫星制造与发射成本的下降，卫星图片的价格降到了初期的1/10左右，这就使得越来越多的行业、企业可以消费得起。”贾宏光介绍。
突破壁垒，进一步提升性价比
随着在轨卫星数量的迅速增加，“吉林一号”星座每天拍摄的影像达到海量级别，如何提高数据的传输和处理速度，降低数据传输成本，迫在眉睫。
“卫星一般依靠微波向地面传输数据，但微波频段资源有限，常用的X频段仅有375兆赫(MHz)，近年开始应用的Ka频段也只有1.5吉赫(GHz)，难以满足海量数据传输需求。”长光卫星信息通信技术研究室副主任孙伟告诉记者。
为破解这个难题，长光卫星携手中国科学院空天信息创新研究院积极开展星地激光高速通信试验，即使用激光信号在地面与卫星之间进行通信，并于今年6月末取得成功，实现首次业务化应用，完成了我国航空航天发展史上的又一次重大突破。
“星地激光通信不需要申请，也不用付费，当卫星运行到地面接收站的上方，激光就可以直接传输数据。”孙伟打了个比方：“如果将微波频段比作道路，那么X频段是单车道，Ka频段是4车道，而激光频谱资源极其丰富，可容纳成百上千车道，传输速度提高10~15倍，1秒钟就能传一部高清电影。”
按照长光卫星的规划，到今年底，“吉林一号”星座将实现138颗卫星组网，具备对全球任意地点在10分钟内进行重访的能力；到2025年，实现300颗卫星组网，每天至少一次全球无死角拍摄。
“随着上天的卫星越来越多，卫星图像的实时性与质量越来越好。我们的核心目标就是通过持续创新，不断提升卫星的性价比，同步降低服务成本，最终实现用航天遥感数据服务全球70亿人的愿景。” 贾宏光说。
