国产火星相机性能首次公开,一举跃居全球领先!农业卫星再立新功

众所周知亚洲第一个火星探测器是印度的“曼加里安号

”,该探测器已于六年前发射升空,当年这个第一头衔被拿走后有不少国人愤愤不平,因此产生了不少错误解读,在这里有必要澄清两点:

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印度曼加里安号火星探测器

1.发射曼加里安号火星探测器的火箭是印度国产PSLV运载火箭,并非美国亦或者俄罗斯火箭;

2.曼加里安号火星探测器的的确确是印度国产产品,搭载的5款科学载荷皆为本土产品。

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美国NASA深空测控天线

然而即便在实现上述两点之后印度火星任务自主率也仅有60%,因为它缺失了最关键的“深空测控能力”。如果没有美国NASA深空测控网支持,曼加里安号就无法准确切入火星轨道,其结局要么是一头撞上火星,要么就是与火星擦肩而过。航天测控之于航天器就像牵引风筝的线,没有准确的测控航天器就无法在对的时间对的地点点火变轨调姿。

对于大众而言,印度火星探测器最要以正视听的是:它只是一颗环绕火星运行的卫星,在火星探测领域属于入门级课题,而即便是入门级课题,没有美国支持它们依旧无法完成。

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火星着陆探测之再入火星大气层

火星由易到难的探测方式分别是:环绕探测、着陆探测、巡视探测,大多数国家都会按照这一顺序按部就班依次实施,截至目前仅有美国一家实现巡视探测。

我国将于今年7月23日至8月5日期间择机发射火星一号飞船,这是我国首次独立自主实施的火星探测项目,火箭、探测器、科学载荷、深空测控皆为100%国产产品。

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火星一号探测器

火星一号飞船将一反常态,要一步实现“火星绕、落、巡”三大探测目标,志在一步跨越发达国家半世纪火星探测历程。更令人兴奋的是,火星一号不仅在工程目标上要实现跨越式发展,搭载的科学载荷也实现了“国际领先”。

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中国国产火星车

曼加里安号最令人瞩目的是搭载了一款重量为1.3公斤的印度国产火星彩色相机,对于这一点我国火星一号只需拿出十分之一功力即可轻松碾压。

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火星一号探测器热真空测试

中国火星一号探测器主要由三大任务模块组成,分别是轨道器、进入着陆器、巡视器,其中轨道器将作为地火转移轨道飞行的动力服务舱,抵达火星轨道后主要承担火星全球环绕探测,同时也负责火星车与地球间的中继通信服务。

火星一号轨道器作为火星卫星搭载了中分辨率相机、高分辨率相机、环绕次表层探测雷达、火星矿物光谱分析仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪六大载荷,将就火星地形地貌特征及其变化、火星表面及地下水冰、火星土壤类型分布和结构、火星大气电离层分析及行星际环境、火星表面物质成分调查等课题展开深入探测。

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火星一号轨道器也是火星卫星

我国国产火星高分辨率相机首次应用就能达到国际领先水平,近火点300公里轨道优于0.6米的分辨率远超美国“火星全球勘探者号”与欧空局“火星快车号”,与美国最先进的火星侦查轨道号处于同一量级,同居世界领先水平,而印度火星彩色相机与我们相比根本不在一个段位。

国产火星高分相机部署后不仅可实现我国火星全球观测的零突破,凭借全球领先水平的技术性能,火星一号还将使我国火星全球数据获取能力跃居至世界领先水平。

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同类高分辨率火星相机结构图

任务期间国产火星高分相机将承担火星表面重点区域精细观测、火星表面重点区域长期重访观测、着陆区高分辨率观测等一系列重大科学探测任务。

为什么我国火星相机可以后来居上?主要得益于我们常年批量发射的一系列穿着农作物普查马甲的“农业卫星”。

进入21世纪以来我国几乎每年都会发射部署两至三颗遥感系列卫星,近十年来部署速度与规模更是呈几何级提升,一个“遥感”马甲已经不够用,我国又于十三年前立项了高分辨率对地观测系统重大专项,高分系列卫星由此诞生。

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高分系列卫星发射

民用商业遥感卫星也是异军突起,长光卫星公司吉林一号光学卫星星座近年来的表现颇为抢眼,该星座作为一个商业遥感卫星产品,不仅能对地高分辨率成像观测,还能在6万米太空对地直接视频成​像,曾多次直播飞机起降、火箭发射等高速运动型目标

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天基视频成像火箭发射

我国航天事业从来都是将服务好地球上的事情排在第一位,载人航天、嫦娥探月、火星探测等任务都是应用型航天技术的延伸。比如,在我国已经跃居世界第二规模卫星星座中有半数都是对地遥感卫星,火星一号高分相机其实就是我们的货架产品技术

国产火星高分相机采用COOK式离轴三反系统是我国在本世纪第二个十年取得的突破性成就,传统光学系统难以兼顾长焦高分辨率与大视场的矛盾性需求,离轴三反光学系统就是一种完美兼容长焦与大视场观测需求的尖端光学系统,而我国就是继美国、法国之后全球第三个掌握这一技术的国家。任何尖端技术一旦被我们掌握,往往很快就能“白菜化”。

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高分四号静止轨道遥感卫星

突破离轴三反技术后,我们又研制了全球第一颗部署在3.6万公里轨道高度的高分四号,这是全球第一颗地球静止轨道光学面阵遥感卫星,它能定点在赤道上空全天候观测重点区域。

为什么我们能以如此之快的速度在天基光学产品应用领域达到世界领先水平?只有两点原因,一个是强烈的国防与商业应用需求,再一个就是在需求牵引下光学产业链得以快速成长。

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配置大口径光学镜片的高分十一号

长春光机所是我国天基光学系统的主要研制单位,该单位有多种口径尺寸的光学镜片产品,能够全面满足各项应用需求,除此之外他们还研制了全球最大尺寸的4米级口径非球面碳化硅反射镜,该型产品性能远超大名鼎鼎的锁眼系列侦察卫星,未来不仅可以用于国防侦察卫星,也可以此为基础研制大口径天文观测卫星。

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4米级直径高精度碳化硅反射镜

2020年注定是值得铭记的年份,刚一开局我们就迎来了一个不平凡的春节,由此笔者不由得回想起2008年的苦难辉煌。

那一年刚开局南方多地遭遇冰冻雨雪灾害,紧接着就是汶川抗震……大雪无情人有情、求求你们让我再救一个、任何困难都难不倒英雄的中国人民、多难兴邦是那一年震撼无数国人心灵的话语,我们坚信苦难过后必将辉煌,第29届夏季奥运会成功举办、神舟七号航天员乘组翟志刚太空出舱行走,那一年我国GDP更是突破30万亿人民币大关……我们先后拿下了一个又一个史诗级胜利。

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苦难过后必将辉煌是我们的信念

时隔十二年,我们仿佛将要再次迎接似曾相识的“苦难辉煌”,在今年这个不平凡的春节假期里航天科技五院火星探测器团队顾不得休息连续进行着最后测试,以确保“火星一号飞船”能在节后顺利出厂。除此之外今年我们还将发射新一代载人飞船、嫦娥五号月球采样返回飞船,他们都是我国科技领域夺得全球领先地位的拳头产品。


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