“东方慧眼”“地质星座”组网加速,武汉孵出双星座


在家就能用手机刷卫星,实时查看卫星影像;坐在办公室就能在全球范围内进行地质勘探,这些曾经只存在于科幻小说中的场景,即将成为现实。5月15日,随着“电建一号”卫星上天,“地质星座”组网完成重要一环。同样在本月底,构筑“东方慧眼”星座的金山号、银山号卫星将在东海之滨升空,“东方慧眼”智能遥感星座也将加速组网。

“电建一号”卫星在酒泉卫星发射中心的成功发射。记者杨佳峰 摄

目前,我国在建星座呈现国家主导加商业并行格局。包括GW(低轨互联网)、千帆星座、天启星座、吉林一号等在内,覆盖通信、物联网、遥感、导航、算力全链条,目标构建自主可控的空天地一体化信息网络。

两大星座冲刺组网

5月15日,酒泉卫星发射中心,“力箭一号”遥十三运载火箭直刺苍穹。随着“电建一号”卫星的成功发射,“地质星座”组网建设取得重要进展。至此,“地质星座”已有11颗卫星在轨运行,具备组网条件。

发射“电建一号”卫星的“力箭一号”遥十三运载火箭。记者杨佳峰 摄

“地质星座”由100颗卫星组成,将为全球地质调查、矿产勘查、生态环境监测等提供全方位服务。这一构想源于2020年,那时中国地质大学(武汉)王力哲教授团队在研发“地质一号”卫星时就开始酝酿打造全球首个专注于地质资源环境探测的卫星星座。

去年,5月17日,同样在酒泉,“地质一号”升空,时任中国地质大学(武汉)副校长的王力哲望着火箭消失的尾焰说,“未来,找矿终于可以不那么累了,坐在办公室就可以在大地上找矿”。

长期以来,全球缺乏专用的地质监测卫星星座,导致地质探测工作面临技术瓶颈,制约着行业高质量发展。

王力哲深谙地质人的艰辛,他希望用“地质一号”以及未来的“地质二号”“地质三号”作为骨架,组建“地质星座”。

“电建一号”升空前,工作人员做火箭准备情况。记者杨佳峰 摄

今年5月初,中国地质大学(武汉)正式对外宣布:该校与清华大学深圳国际研究生院、中国自然资源航空物探遥感中心、国科大杭州高等研究院、天仪空间等多家科研院所与企业达成战略合作,共同建设地质资源环境遥感卫星星座——“地质星座”。

相比于王力哲的“地质星座”梦想,今年87岁的李德仁院士对“东方慧眼”星座的构想要早得多。

10多年前,天空上的通信卫星、导航卫星、遥感卫星互不干扰,各干各的活,没人觉得不可以。但李德仁发现,它们各自系统孤立、信息分离、服务滞后。并率先提出要把中国的通信卫星、导航卫星、遥感卫星一体化,提供空天智能服务的构想。他联手其他科学家给国家自然科学基金委提出了这个设想——建设“三星”一体化的空天信息智能服务体系,这便是“东方慧眼”星座的早期雏形。

李德仁的建议,最终被国家自然科学基金委采纳,2013年启动2亿元的重大专项。2018年6月2日,珞珈一号卫星在酒泉升空,开启珞珈系列卫星的实验计划,为“东方慧眼”建设奠基。

2024年7月,刚刚获得全国最高科学技术奖的李德仁院士,在中国共产党成立103周年纪念日上许下自己的“五年计划”——在自己90岁时建成“东方慧眼”星座。

85岁许下诺言后,李德仁一刻也没停歇。“李院士比年轻人还忙,为了‘东方慧眼’星座的建设,全国到处飞。”李德仁院士匆忙的身影让身边不少年轻科学家都不好意思放慢脚步。

5月8日,经过四年精心打磨的“东方慧眼”高光谱01星、02星(又名“金山星”“银山星”)出征仪式上,87岁的李德仁赴现场鼓劲,称赞“东方慧眼高光谱双星不仅是我国高光谱遥感技术的重大突破,更是践行‘绿水青山就是金山银山’发展理念的科技典范”。

“5月底山东海阳东方航天港搭载捷龙三号运载火箭发射升空。5月14日,李德仁的弟子,“东方慧眼”智能遥感星座工程总师、武汉大学王密教授告诉记者,“金山星”“银山星”入轨后,双星将与已在轨运行的东方慧眼高分01星(烟台二号)实现组网。此外,还有其他多颗在轨卫星被纳入“东方慧眼”星座,该智能遥感星座的组建已步入快车道。

两大星座各司其职

“‘地质星座’完成组网后,坐在办公室就可以找矿”。王力哲表示,相较于传统遥感卫星仅能拍摄地表影像的功能,“地质星座”不仅可以精准感知全球地表物质分布、高精度监测地表几何形变,还能通过低成本、高性能的卫星组网技术,输出标准化、可直接应用的专业数据产品,全面覆盖地质调查、矿产勘查、生态环境监测、地质灾害预警等多个应用场景。

王力哲表示,未来有了完整的“地质星座”后,困扰地质人的瓶颈将不复存在。

就拿去年5月17日发射升空的“地质一号”卫星来说,它在地质勘查和监测卫星的“小型化、智能化、专业化”取得重大突破。“地质一号”卫星拥有强大的遥感探测能力,在可见—近红外波长范围内,主要针对水、土、矿、植被等进行探测。在短波红外区间可精确识别特定矿物和蚀变带,优化找矿模型,大幅降低勘探成本,提高找矿成功率。

今年2月28日,“地质一号”还拍摄到伊朗首都德黑兰被轰炸后的惨状。“图片上的灰黑色都是德黑兰被炸的痕迹,而且面积较大。”王力哲拿出“地质一号”拍摄的两张图片说。

王力哲介绍, 目前,全球能够捕捉1000纳米以上的在轨高光谱遥感卫星不超过10颗,其中大多高光谱卫星均采用光栅分光实现众多不同谱段获取,难以保证成像质量。“地质一号”在多项技术指标达到国际领先水平。

组建“地质星座”比单颗卫星的优势更明显。不再是简单的单颗卫星地表影像采集,而是将遥感技术升级为高精度地球测量与智能服务体系,构建起多维度、全天候、全覆盖的协同观测网络。

它不仅可以精准感知全球地表物质分布、高精度监测地表几何形变,还能通过低成本、高性能的卫星组网技术,输出标准化、可直接应用的专业数据产品,全面覆盖地质调查、矿产勘查、生态环境监测、地质灾害预警等多个应用场景。

“东方慧眼”智能遥感星座工程总师王密教授介绍,月底即将发射的两颗卫星均为300多公斤级轻量化设计,搭载22个精密校准的光谱通道,覆盖可见光至短波红外,具备5米空间分辨率和300公里超大幅宽。

入轨后的双星将与已在轨运行的东方慧眼高分01星(烟台二号)组网,构建“普查+详查”示范服务系统,可实现5天全球重访,支撑我国境内的高精度观测及全球陆海稳定宏观监测。

在太空入轨的“电建一号”卫星。(太空视频截图)

王密表示,星载智能处理系统与光谱分析模型深度融合,使卫星在轨即可完成异常探测与地物识别,实现从“被动拍照”到“主动认知”的跨越。

按战略规划,“东方慧眼”星座将于2030年前完成258颗卫星的全面部署,包括100颗雷达卫星、150颗高分辨率光学卫星、4颗高光谱卫星及4颗热红外卫星,建成覆盖全球的“通导遥算”一体化空天信息实时智能服务体系。实现李德仁院士提出的“看得快、看得清、看得准、看得全、看得懂、送到位,实现软件定义的通导遥一体化智能多模卫星网格摄影测量与遥感。”

王密告诉记者,5月底,“金山星”“银山星”入轨后,双星将与已在轨运行的东方慧眼高分01星(烟台二号)实现组网。他透露,今年计划再发射10余颗卫星。目前,已有多颗在轨卫星被纳入“东方慧眼”星座,该智能遥感星座的组网将步入快车道。

“坐在家里刷卫星的时代即将到来。”王密说,随着星座建设不断完善,遥感服务将真正走进大众生活。未来人们可以通过手机实时查看工程进度,提前了解景区景致及人流情况,个人消费级遥感服务将逐步成为现实。

每次来酒泉发射卫星,王力哲必去酒泉东风烈士陵园祭奠先烈。“不把最好的卫星做出来,对不住牺牲在酒泉的先烈。”王力哲说,相比于先烈的牺牲,这个时代已经给了我们科研工作者最好的回报,没有理由不干好。

(长江日报记者杨佳峰发自酒泉)

【罗田甜】

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