小卫星与国际灾害监测星座

2005-12-30 14:14:55 作者:dvbcn热度:
2003年9月27日,英国萨里卫星技术公司制造的3颗小型对地观测卫星由俄罗斯的宇宙3M火箭送入预定轨道,与先期发射的“阿尔及利亚星”(ALSAT)1小卫星共同组成了国际灾害监测星座(DMC)。另一颗属于中国的“中国国际灾害监测星座+4”(中国 DMC+4)小卫星也将于2005年5月加入这个国际卫星大家庭。作为第一个专门用于灾害观测并由不同国家协作完成的国际灾害监测星座(图1),其运作对于人类灾害预防及灾害管理具有划时代的意义。

  本文将对小卫星灾害监测的意义、灾害监测星座的设计与操作以及灾害监测星座的价值与特点进行简要的介绍。

小卫星星座对灾害监测的意义

  近年来,伴随着“更快、更好、更省”的微型航天器发展理念,小卫星研究在世界范围内蓬勃发展。很多政府、大学、科研机构都建立了自身的小卫星科研项目。当代研制的小卫星已不是上个世纪70年代以前空间探索时代的传统小型卫星,而是新一代基于微电子集成技术的高性能小卫星。相对于传统航天器,它具有集成度高、性能优越、成本低和研发周期短等优点,并且体积、质量小(500kg以下)。按萨里空间中心的标准,小卫星可进一步细分为小型卫星(100~500kg)、微型卫星(10~100kg)、纳型卫星(1~10kg)、皮型卫星(0.1~1kg)和飞型(10-15)卫星(<100g)。

  对地观测卫星用于灾害监测由来已久,例如气象卫星长期用于洪水、风暴等气象灾害的监测。近年来,人造卫星技术和微波遥感技术的迅猛发展,为对地观测卫星全方位、高质量地监测国际灾害创造了条件。但由于成本、技术等方面的原因,目前卫星对于灾害监测的支持还远远不能满足实际需要,尤其是对于发展中国家来说,对灾害监测和卫星服务的需求显得更为迫切。全球最大的专业再保险公司德国慕尼黑再保险公司发布的一份年度报告显示,2003年有5万多人被地震、洪水和暴风雪等灾害夺去了生命,而其中大部分在发展中国家。如何为世界各国,尤其是经济基础薄弱的发展中国家提供专业、有效、全天候的卫星灾害服务,是当前急需解决的全球性问题。

  建成由低成本低轨道小卫星组成的灾害监测星座,是解决这一问题的理想方案。采用星座设计可大大提高地面监测覆盖率,缩短重访时间。不仅如此,采用低成本小卫星还能使整个国际灾害监测星座的设计成本(不含地球站设备)低于5000万英镑,只相当于一颗普通遥感卫星花费的一半,却能够基本满足灾害监测预报所需的高质量、全天候及重复观测时间短的要求。

灾害监测星座设计与操作

  国际灾害监测星座可以说是国际合作项目的典范之作。该星座由英国萨里卫星技术公司倡导,并承担主要的研发生产任务。萨里卫星技术公司坐落在英国萨里空间中心,是一家由萨里大学全资拥有的卫星技术公司,是现代“低成本小卫星”的诞生地。该公司迄今发射了20多颗卫星,其“萨里大学星”(UOSAT)2卫星已在太空中连续运转了20年之久。最近该公司还参与了欧盟的“伽利略”导航卫星计划,负责制造首颗导航试验卫星GSTB-V2A。此外,该公司还参与了欧洲空间局的载人登陆火星计划“曙光计划”,负责设计制造其核心子计划之一——“火星样本返回计划” 中的火星样本采集航天器。

  国际灾害监测星座由国际灾害监测星座协会协调、管理。该协会由来自欧洲、亚洲、非洲不同国家的8个组织组成,共同负责国际灾害监测星座的建造及运行。这8个组织分别为英国国家空间中心、萨里卫星技术公司、阿尔及利亚国家空间技术中心、中国科技部、尼日利亚国家空间研究开发中心、土耳其科学技术研究委员会、泰国曼谷技术大学以及越南国家科技中心。迄今,该协会已成功组织过4次会议。由清华大学和英国萨里卫星技术公司合作研制的国际灾害监测星座样星“航天清华一号”已于2000年6月28日发射升空;该星座的第一颗卫星“阿尔及利亚星”1于2002年11月发射升空;“尼日利亚星”1、土耳其的“比尔星”、 英国的“英国DMC”也于2003年9月在俄罗斯的普列谢茨克由宇宙号发射升空。中国的“中国DMC+4”也计划于2005年春发射。按照计划,中国、泰国、土耳其、阿尔及利亚、尼日利亚和英国都将全权拥有一颗属于自己的卫星,但这并不意味着卫星是孤立运行的,而是通过协会的协调运作,将在最大限度上实现互利合作,并使之运转成为一个星座。一部分处理过的遥感图像还将被无偿捐献给有关机构,用于世界各国的救灾减灾,更好地为人类服务。

责任编辑:DVBCN编辑部

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