[文/ 觀察者網專欄作者 石豪]

2021年7月17日以來，河南省大部地區出現特大暴雨的極端天氣，鄭州市多個氣象站日降水量均超過有記錄以來的最大值，尤其是在7月20日16時至17時，僅一小時內降水量就達201.9mm，相當於全市年均降水量的三分之一。

在這一個小時內，下足了全年4個月的雨，根據網友估算，這相當於150個西湖的總水量直接灌入鄭州城。突如其來的天災造成了人員傷亡和財產損失，有的鄉鎮道路、電力，通信全部中斷，形勢危急。

圖片來源：河南省氣象臺

災情就是命令，災區就是戰場。關鍵時刻，航空航天力量迅速行動，一批先進裝備迅速投入救災，發揮了重大作用。

翼龍：空中的生命線

7月21日晚上，遭受暴雨洪水襲擊，通信完全中斷的鞏義市米河鎮羣衆，收到了一條特殊的短信：

翼龍無人機的短信 | 圖片來源：航空工業

這是應急管理部的翼龍-2H救災無人機從災區上空通過機載移動公網通信設備發出的。翼龍-2H無人機7月21日14時22分從貴州安順機場起飛，經過4個小時的長途飛行，於當日18時21分進入米河鎮通信中斷地區。

翼龍-2H無人機航跡 | 圖片來源：航空工業

至當日20時，在短短1小時39分鐘內，翼龍無人機裝備的空中基站就接通了2572個用戶，單次最大接入648個，產生1089.89M流量，讓災區人民與救援力量取得聯繫，併爲無數受災羣衆的親人帶去了平安的消息。

這，就是空中生命線。連通這條生命線的英雄，是這架翼龍-2H應急救災型無人機：

翼龍-2H應急救災型無人機 | 圖片來源：航空工業

脫胎於成飛研製的翼龍-2查打一體無人機，翼龍-2H褪去了戰袍，換上了一身救援裝備。除了公網移動通信基站以外，翼龍-2H還配備了光電探測吊艙、合成孔徑雷達、航拍CCD相機等航空遙感設備，在恢復災區通信的同時，還獲得了大量災區遙感圖像。

翼龍-2H獲取的受災地區遙感圖像 | 圖片來源：航空工業

曾經是查打一體的虎將，現在是通信遙感一肩挑的勇士。鑄劍爲犁並不是神蹟，武器裝備關鍵看是誰在用——在帝國主義者手裏，無人機是屠殺平民的劊子手；在我們手裏，無人機是災區人民的守護神。

同樣是無人機，差別怎麼那麼大？ | 圖片來源見水印

天眼：時刻監測災情

災情面前，中國“天眼”閱盡環球涼熱，持續爲防災救災貢獻力量。

經過多年發展，我們的“太空基建”已經初步成型，“天眼”們的數量與成像質量都在大踏步地向世界領先水平看齊。從災害發生到獲取災區遙感數據，“天眼”的響應時間已經大大縮短。我們既有在地球靜止軌道的高分四號、風雲四號等衛星，可以實時凝視災區；也有低軌道的高分三號、高分六號等衛星，能夠在不同的波段獲取災區的高分辨率圖像。

氣象衛星首先挺身而出。作爲我國氣象預報，特別是颱風監測的主力軍，風雲四號系列衛星在這次極端天氣的預報中發揮了關鍵作用。利用地球靜止軌道的優勢，已投入使用的風雲四號A星對暴雨的“罪魁禍首”——颱風“煙花”進行了持續監測，並對河南災區進行了重點觀測。處於在軌測試階段的風雲四號B星也積極響應，對河南省的雨勢雨情變化進行連續觀測。

風雲四號A星 | 圖片來源：國家氣象局

風雲四號A星紅外增強圖像（7月21日3：00至9：00） | 圖片來源：中國航天科技集團

另一方面，對於高分辨率遙感衛星，現在是任務最繁重的時候。“天眼”的總調度室——中國資源衛星應用中心持續調兵遣將，就近安排衛星對災區進行高密度成像。這些遙感數據是最可靠的一手情報，正在源源不斷地向救災指揮部和相關單位提供。

高分三號衛星獲取影像，可見鄭州北側黃河北岸部分被淹 | 圖片來源：中國航天科技集團

寬幅覆蓋的氣象衛星與高分辨率的遙感衛星配合，高軌衛星與低軌衛星協作，中國天眼向災害打出組合拳，不斷爲救災提供方向指引，更爲災後重建保駕護航。

未來：我們能做更多

在看到翼龍-2H支援災區通信的時候，不止一位朋友提出了這樣的問題：如果現在災區有SpaceX的星鏈，我們是否可以不用擔心通信中斷？

畢竟，翼龍一個起落只能在災區滯空幾個小時，而且恢復的主要是電話和短信。從7月21日18：21進入米河鎮通信中斷區到20：00，災區產生的流量是1089.89M，如果是兆字節（MB， MegaByte），那以SpaceX星鏈的速度，可以在幾分鐘之內傳送完，保證互聯網的暢通。

星鏈衛星在夜空中 | 圖片來源：Space.com

但現實並不樂觀。星鏈這種提供互聯網接入服務的低軌道星座，往往需要一個地面相控陣天線作爲接收端，SpaceX的解決方案是一個直徑接近60cm的圓盤。

圖片來源：Theverge.com

這是一個高度集成化的相控陣天線，但依然有相當的大小，在發生嚴重自然災害的時候不方便逃生攜帶。而且爲了獲得更好的通信環境，這種天線往往固定安裝在開闊地帶建築物或房車的頂部，且不說緊急時刻的拆卸，對於通信設施建設完善的城市，多少人會不顧高樓大廈的遮擋選擇衛星通信，也很成問題。

並且根據測評，星鏈天線採用市電供電，功率100W左右。在電網因災害癱瘓的情況下，只能依靠電動車或燃油發電機，用電的苛刻度遠超手機。

因此，星鏈和現有的衛星通信保障車類似，有條件用星鏈的時候，通信保障車也差不多可以抵達災區了。

而衛星手機、導航衛星系統的特色短報文通信服務，都需要特殊的終端天線，日常使用的手機也是力不從心的。究其原因，還是普通手機天線的設計和增益達不到與衛星通信的要求——災害並不是我們的日常，沒有這個需求，自然不需要設計。因此這些設備只在野外工作者、海員和戶外運動愛好者等羣體中流行。

我國的天通衛星手機 | 圖片來源：共青團中央

值得航空航天工作者思考的是：在未來的應急通信體系中，是否可以依靠無人機和低軌衛星，使一般的手機不需要額外配件也能與外界取得聯繫，實現災害面前全天候無死角不失聯？

另一方面，儘管我們的“天眼”已經可以在很短時間內響應災害監測，但能夠清楚觀測災區的時間段依然是不連續的，常常是這顆衛星成像完，過一段時間纔有另一顆衛星過境。能長時間盯着災區看的衛星還是高分四號等地球靜止軌道衛星，空間分辨率和低軌衛星相比存在差距。

高分四號衛星 | 圖片來源：新華網

值得航空航天工作者思考的是：在未來的遙感衛星體系中，是否可以通過不同軌道衛星的統籌設計、協同工作，實現對受災地區的高分辨率持續性監測。讓高分數據不再離散，讓救災指揮中樞的等待時間無限趨近於零，要光學圖像有光學圖像，要雷達圖像有雷達圖像。

更進一步地，有沒有可能通過一套天基系統，實現應急通信與高時空分辨率遙感的結合，解決救災無人機飛行易受天氣影響的問題。不管是通信還是遙感，要實現更高的目標都不容易，需要飛機和衛星配合，需要航空和航天形成一個大系統，更需要有理論性、系統性、顛覆性的創新。

前路漫漫，但航空航天工作者造福人民的初心不改，能做的還可以更多。共同努力，必有突破。