“高分家族”添丁，“天眼”監測大氣污染——揭祕高分五號

發射現場

5月9日凌晨，中國在太原衛星發射中心成功發射高分五號衛星，標誌着國產衛星高光譜分辨率對地觀測能力再上新臺階。高分五號衛星實現了哪些先進項技術突破？對中國衛星遙感技術有什麼影響？新華社記者在太原衛星發射中心深入採訪，揭開“高分家族”這位新成員的神祕面紗。

高光譜成像 “天眼”監測大氣污染

與此前發射的採用普通光學成像，只能看到物質的形狀、尺寸等信息的高分衛星不同，高分五號衛星是“高分家族”中唯一一顆採用高光譜分辨率成像技術的衛星，它的“視力”與衆不同。

高分專項工程總設計師、國防科工局重大專項工程中心主任童旭東解釋說，地球上不同的元素及其化合物都有自己獨特的光譜特徵，因此，光譜被視爲辨別物質的“指紋”，是用以識別和分析不同物體特徵的“身份證”。高分五號衛星是我國光譜分辨率最高的遙感衛星，可實現紫外至長波紅外譜段的全譜段觀測，通過高精度的“圖譜合一”光譜分析可以探測物質的具體成分。

正因擁有高光譜的獨特“視力”，高分五號衛星在大氣環境監測方面具有巨大的應用潛力。

高分專項應用系統副總師、生態環境部衛星環境應用中心主任王橋告訴記者，高分五號衛星針對我國的環境污染物和環境要素在光譜選擇上做了專業設計，可專門對二氧化氮、二氧化硫等6種以上的污染氣體和大氣氣溶膠、溫室氣體等大氣環境要素進行高精度、定量化的遙感監測，幫人們從大的空間尺度上掌握大氣污染物的空間分佈和濃度。

“這將在很大程度上彌補我國無法有效監測區域大氣污染的空白，在大氣和水污染防治、生態監管等方面都能發揮重要作用。”王橋說，儘管一顆科研衛星升空並不意味能解決所有業務化應用的問題，但高分五號衛星起到了很好的技術引領作用，經過後續的衛星組網建設，未來將極大提升我國遙感衛星對生態環境監測的應用水平。

高分五號衛星還可探測內陸水體、陸表生態環境、蝕變礦物、巖礦類別，爲我國環境監測、資源勘查、防災減災等行業，提供高質量、高可靠的高光譜數據。

6種先進載荷多項技術創新

高分五號衛星由中國航天科技集團八院負責抓總研製，總重2.8噸，是一顆設計壽命長達8年的長壽星。它配置了可見短波紅外高光譜相機、全譜段光譜成像儀、大氣主要溫室氣體檢測儀等6種先進載荷，運行於太陽同步迴歸軌道，平均軌道高度705公里，從衛星設計研製上實現了多項技術突破。

高分五號衛星總指揮蔣光偉說，從成像精度上看，高分五號衛星譜段範圍寬、光譜分辨率高。高分五號的可見短波紅外高光譜相機的可見光譜段光譜分辨率爲5納米，幾乎相當於一張紙厚度的萬分之一，因此對地物成分的探測十分精確。

衛星搭載的由中國航天科技集團五院508所研製的大氣環境紅外甚高光譜分辨率探測儀，是國內首個採用太陽掩星觀測方式的甚高光譜分辨率紅外光譜儀，光譜分辨率高達0.03個波束，實現了國產儀器精度的新突破。

從探測手段上看，高分五號衛星是國內探測手段最多的光學遙感衛星，也是國內首顆同時具有多光譜、高光譜、偏振、多角度、掩星、耀斑等多種觀測手段的光學遙感衛星,可實現多種觀測數據融合應用。

童旭東說，高分五號衛星的觀測譜段覆蓋紫外至長波紅外，是世界上第一顆大氣和陸地綜合高光譜觀測衛星。

“高分家族”各懷絕技助推中國遙感衛星升級

2010年高分專項立項以來，此前已有多顆高分衛星成功發射並穩定運行，且各個身懷絕技。

高分一號衛星是“高分家族”的首發星，它視野廣闊，一眼下去覆蓋800公里，4天即可完整觀測地球一遍。

高分二號衛星，比高分一號“目光”更犀利，看得更清晰細緻。它的空間分辨率可達0.8米，將中國遙感衛星空間分辨率帶進“亞米時代”。