高分四号卫星升空一周 最高“天眼”创五个“首次”

1月5日，备受瞩目的高分四号卫星经历了为期一周的太空旅行，在距地球36000公里的太空为祖国发来了亲自拍摄的第一张“明信片”，笔者今天从抓总研制高分四号卫星的中国航天科技集团公司五院了解到，该卫星在轨运行正常，正在进行载荷测试，成像效果良好，达到预期目标。标志着我国突破了地球同步轨道遥感卫星五大关键技术。

　　■ 总体设计技术首攀高轨之峰

高轨道高分辨率光学遥感卫星设计，在世界上尚没有工程实施的先例，面临着众多新难题，其中最主要的是：与低轨道卫星相比，如何在距地球几十倍远的太空保持“好视力”？与通信、导航卫星等 “高轨兄弟”相比，如何确保在任何时候拍照都不能“发抖”？

高分四号卫星总指挥兼总设计师李果带领研制团队巧妙应对了成像质量保障、卫星构型设计、工作模式设计、微振动等带来的一系列挑战，圆满完成了高分四号卫星的设计，形成了我国首个高轨道遥感卫星平台，为“站得高、看得广、拍得棒”提供了坚实的系统保障。

　　■ 控制技术首破高轨“又快又稳”难关

与地球静止轨道通信卫星处于相对静止状态不同，高分四号卫星在瞄准观测目标时既要“动如脱兔”、迅速对准，又要瞬间稳定、“静若处子”地拍照。

为此，五院502所的技术人员突破了“小角度快速机动技术”，为高分四号安装了四个大力矩动量轮，使其得以从容地规划整个拍摄过程，在更短的时间内拍摄更多清晰的照片。大力矩飞轮因其具有输出力矩大、控制精度高、寿命长、重量轻、使用便捷等特点，为我国航天器实现长寿命、高精度、快速机动提供了新的技术途径。

　　■ 首次掌握高轨遥感卫星长寿“基因”

为掌握高轨遥感卫星的长寿“基因”，五院总体部在系统层面上深入分析了对卫星平台、有效载荷寿命和可靠性的影响，并对地球同步轨道卫星的空间环境进行了深入研究，提出了一系列设计与验证方法，全面增强高分四号的“抵抗力”。例如，为了让高分四号卫星在午夜时分不受太阳的暴晒，避免相机受晒影响成像功能，设计人员提出了“阳光规避”模式，撑起一把太阳伞保护相机。

此外，研制人员开展了一系列星上部件长寿命试验验证，确保高分四号的各样“器官”健康强壮。

　■ 打造首个高稳定一体化“三脚架”

高分四号卫星携带的相机口径很大，这个“大炮筒”如果没有坚固的“三脚架”，成像将会变得模糊。五院总体部研制人员首次采用了一体化结构，创新设计了一个在太空中“零变形”的“三脚架”。承担生产任务的五院529厂也精心设计出一套新型组合式工装，能够同时保证异型结构每一个平面的精度，使“三脚架”更加稳固。

　　■ 首次具备复杂条件下拍摄精品能力

为确保成像质量，负责高分四号卫星相机研制的508所在高分相机家族中创造了多个“第一”，比如第一次采用亿级像元数的可见光器件以及百万级像元的中波红外器件，第一次采用大面阵凝视成像体制，第一次采用中波红外与可见光共口径的光学设计等，从而使高分四号相机成为我国首台高轨高分辨率相机。

与高分一号、高分二号卫星相机相比，能够灵活调整积分时间的高分四号相机更像是一台“单反相机”，可实现大动态范围成像和使用长积分时间实现对暗目标的观测。此外，高分四号卫星还可以对动态目标的运行轨迹、趋势进行捕获，成为一个“准摄像机”，不仅可以满足减灾、气象、地震、林业等应用需求，还将为我国“同时具有高空间分辨率和高时间分辨率光学遥感”技术发展开启新征程。(潘晨　杨艳　薛英民　蒋建科)