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中法合作海洋卫星的背后:面向未来 合作共赢

时间:2018年01月24日 信息来源:中国航天报 点击: 【字体:

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法国总统马克龙访华时,参观考察了中法合作海洋卫星的研制进度。为什么要专门提出海洋卫星的概念?它有什么作用?马克龙为什么选择中国作为合作对象?


为什么要搞海洋卫星


各国非军事部门对卫星遥感数据的应用,多数是从美国陆地卫星系列开始的。

 

从陆地卫星三号开始,星上所搭载的多光谱扫描成像仪为科学家们提供了大量的地球数据。但在实际使用过程中,有关专家却发现不同部门对遥感数据的需求有很大的不同。

 

比如,海洋部门的需求和陆地部门就有明显的区别。陆地上有不同的地形、地质、地貌和植被,而且在人口密集的地区有非常丰富的细节。所以陆地观测卫星的分辨率越来越高,以展现更详细的信息。但在大海上,往往距离几十公里、几百公里的两处海面,看上去都是一样的。如果用高分辨率的陆地观测卫星去观测大海,就会做许多无用功。

 

其实,海洋科学有自己的研究指标。一般来说,海洋研究关注的是海表面温度、海表面盐度、海平面异常、海流、海表面风、海浪、海洋内波、悬浮物浓度、叶绿素浓度、色素浓度和水色,同时也关注垂程水汽含量、可降雨量、气溶胶光学厚度等大气要素。要观测这些参数,对卫星遥感器的要求就与陆地观测卫星迥异了。

 

早在1969年,美国宇航局就开始探索专门的海洋探测遥感器。1978年,该国发射了世界上第一颗专用海洋卫星 Seasat-A。该卫星搭载了微波辐射计、微波高度计、微波散射计、合成孔径雷达、可见光红外辐射计等5种传感器,用于测量海面起伏,波高、海流、水温和海面风场。 


同年10月,美国的雨云卫星Nimbus-7搭载着用于海洋水色观测的海岸带水色扫描仪升空。它可以探测海洋叶绿素和沉积物的分布。

 

这两颗卫星奠定了后续海洋卫星探测仪器配置的基础。


为什么说它是“地球卫士”


民用海洋卫星的主要用途在于资源调查与开发,环境保护,灾害预防与减灾这3个方面。

 

首先,海洋是完整的生态系统,海水温度、盐度等对各种海洋生物的生存有着直接的影响。同样,海洋藻类的繁殖也影响着生物种群的丰富程度。因此,对海洋水色等特征的监测,可以对渔业、旅游业起到重要的指导作用。

 

同样,这些参数也能预报和体现海洋环境的优劣,对于工业生产、城市运行产生的污染,海洋卫星可以有效发现和预警,及时采取环保措施另外,对于油气和矿产开发来说,海洋动力环境卫星可以大面积勘测海底地形,为考察船、勘测船开展高精度探测工作提供先期信息。

 

近年来,我国在海洋卫星应用方面取得了显著成效。比如,在雪龙船脱困、马航MH370失联等应急监测工作中,海洋卫星都发挥了重要作用。此外,海洋卫星还能为海洋环境监测预报、海洋防灾减灾、大洋渔业遥感、海上维权执法与应急工作等提供高效信息服务。


为什么要联合研制


地球上,海洋面积占全球表面积的71%,所以海洋研究是全球变化研究和气候研究的重要组成部分。自从第21届联合国气候变化大会通过《巴黎协定》并实施以来,海洋研究和海洋卫星受到了各国的高度重视。

 

事实上,中国和法国都有着独立研制、发射和运营海洋卫星的成功经验,那么双方为什么要开展联合研制呢?

 

首先,联合研制可以实现科学数据共享,这对双方来说都是一件好事。

 

其次,欧洲虽然有研制小型卫星平台的能力,但价格一般都比较高。所以,法国政府在传统上倾向于和其他国家联合研制海洋卫星,或者在遥感卫星上搭载海洋遥感载荷。比如,法国和美国联合研制的“托佩克斯海神”、和印度联合研制的“萨拉尔”都采用了法国出部分载荷、其他国家出平台和部分载荷的模式。

 

另外,卫星发射也是个比较大的问题。海洋卫星一般都不大,可以采用大型火箭搭载发射或者小型火箭专门发射的方式。

 

如果选择大型火箭搭载发射,就需要和其他卫星拥有者协调发射时间,发射进度没有保障。而且在费用上除了卫星本身,还要负担卫星安装和分离机构的费用。如果选择用小型火箭发射,则可选的范围就非常小。

 

具体来说,欧洲最小的运载火箭“织女星”对于500公斤级、500公里高轨道来说实在是太大了。而美国的飞马座火箭的运载能力又偏小,俄罗斯的起飞号火箭尺寸虽然合适,但发射记录不尽如人意。

 

相比之下,中国在运载火箭方面有很多选择。首先是年度发射量大,搭载机会多。其次,如果法国政府打算用小型火箭专门发射海洋卫星的话,可以选择的火箭非常多。这些可选火箭的发射能力正合适、发射准备周期短,是理想的手段。


为什么马克龙如此关心


此次中法合作的海洋卫星是在我国较为成熟的CAST2000卫星平台基础上,搭载了法国用于海浪研究的波谱仪和我国研制的用于海洋监测的散射仪。

 

交付使用后,卫星将24小时不间断工作,在距地500公里的轨道上对全球海洋的风场、浪场进行监测,监测数据可被两国科学家共享使用。

 

在合作中,中方承担卫星平台和部分载荷研制,以及卫星发射、地面接收和应用等工作;法方承担卫星部分载荷研制和数据传输工作,同时提供两个地面接收站。

 

此次中法双方联合研制海洋卫星体现出两国在应对气候变化问题上继续加强合作的共同愿望,以及共同推动全球实现绿色、低碳、可持续发展的决心。


马克龙之所以如此关心该项目的进展情况,和法国在航天领域的政治传统息息相关。法国是个喜欢搞航天国际合作的国家。该国发起的几乎每一个民用航天项目都有国际合作的内容,甚至连法国的军用侦察卫星都要与西班牙、意大利合作。

 

用高技术合作来促进双边关系对法国来说是很好的外交工具。法国上层对于航天的认识也相当一致。法国航天局专家曾经表示,即使在国家财政困难的情况下,法国政府和国民议会也不倾向于削减航天经费,因为这是一项面向未来的投资。

 

具体到中法航天合作,同样是一件面向未来的大事。也许在不久的将来,人们能看到中法两国在空间探索领域不断出现更多的合作身影。


(作者:佚名)
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