超低轨通遥一体星座启动建设 300颗星在“小圈”里挤不挤？

据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道，近日，中国航天科工集团空间工程总体部宣布，将正式启动超低轨通信、遥感一体星座建设。计划年内完成首发星的发射，到2030年，完成300颗星组网运行。通过在超低轨道发展规模化的即时智能遥感服务系统，空间分辨率达到0.5米，空间信息15分钟内可直达用户，卫星看得更清楚、更快速，能够为政府、企业甚至个人提供空间信息，激发商业遥感市场巨大潜能。将为全球应急救援、火情监测、防灾减灾领域提供更加有效的数据和能力支撑。什么是超低轨道？通遥一体星座跟导航星座相比有哪些不同？将如何改变我们的生活？轨道变低，卫星会不会很拥挤？中国航天科工空间工程总体部超低轨通遥一体星座总设计师张楠介绍，超低轨道是轨道高度范围在150公里至300公里之间的轨道。相比于传统轨道，超低轨道具有“三低一高”的特点。一是距地高度低。这有助于星上探测载荷和地面数据接收终端的小型化，轨道高度降低后，发射能力也得到了增强。二是空间辐照低。这意味着可以使用更低等级的元器件，减少卫星长期工作的备份数量，从而使卫星上的单机硬件成本下降，带来星座整体建设良好的成本优势。三是轨道空域碎片数量低。这可以支持在空间轨道上构建我国自有的大规模星座，从而产生规模效应，并与便携式终端配合，带来可以实现用户直连的即时遥感的应用优势。并且，大规模的星座也有助于带动卫星、火箭以及用户终端开发等上下游产业链的发展。四是大气密度高。如果“三低”带来的是优势，那么“一高”则带来的是挑战。残余大气带来的大气密度对于卫星在轨长期留存会形成阻力效应。因此，为克服阻力，卫星需要进行特殊设计，并付出一定空间燃料的消耗。科研人员还布局了针对解决超低轨道卫星的气动控制以及星座自主运行等方面的创新技术研究。超低轨道虽然听起来低，但星座建成后，卫星之间的距离也有2000公里以上，即使上千颗卫星分布在这一轨道，也不过如“粟”之于“沧海”。超低轨空域成竞争新赛道？从目前来看，超低轨空域还是一个尚未经大规模开发的新兴空间，存在较大的应用价值。张楠介绍，国内外在超低轨道上已经先期开展了在轨应用的尝试。欧空局2009年3月发射GOCE卫星，这是真正意义上的第一颗超低轨探测卫星，用于探测地球引力场和大洋环流；日本2017年发射名为Tsubame（燕）的超低轨道技术试验卫星，获得了高分遥感图像和超低轨大气数据；美国目前正在研发“魔鬼鱼”卫星，宣称空间分辨率可达0.15米，通过采用星上的智能处理等技术，可做到几分钟内就向用户发送实时图像。我国在2016年8月发射了一颗空间环境试验卫星，对超低轨区域的稀薄大气环境进行了原位测量，为大气模型修正精度提供了良好的科研价值。在应用探索方面，我国于2012年和2014年先后发射了快舟一号和快舟二号试验卫星，对超低轨卫星的对地成像应用进行了探索。别搞混了！通遥一体星座可不是导航张楠介绍，建设超低轨通信、遥感一体星座的目标是要在超低轨道发展规模化的即时智能遥感服务系统上，通过星座系统的智能处理、星间链等支持向多用户同时进行数据分发，为用户提供卫星直连的信息服务。目前的遥感卫星，数据只能落到地面后经过多个环节的中转，才能最终到达用户的手中。而星座建成后，预期可以实现空间分辨率达到分米级、时间分辨率达到分钟级、星上智能识别达到秒级以及全球化星端直连能力。与导航主要为用户提供全球定位导航和授时服务不同，超低轨星座主要为用户提供近乎实时的遥感信息服务。用户能够通过终端分析周围环境，并结合星上的智能处理识别危险源，有效保障户外活动的安全。星座的建设是项长期工程，需要解决大气阻力、气动影响和原子氧防护等多方面的难题。目前，超低轨通遥一体星座首发星预计年内发射，明年计划完成9颗卫星组成的业务验证星簇发射。计划到2030年，将完成300颗星组网运行，形成全球15分钟响应能力。后续根据产业和应用的发展，还将考虑逐步增加卫星数量。