新京報(bào)快訊（感謝 張建林）2月27日7時(shí)44分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征四號(hào)丙遙三十運(yùn)載火箭，成功發(fā)射陸地探測(cè)一號(hào)01組B星（L波段差分干涉合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星B星）。本次發(fā)射是長(zhǎng)征四號(hào)系列運(yùn)載火箭第87次發(fā)射，也是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭第408次發(fā)射。
陸地探測(cè)一號(hào)01組B星。China航天局供圖（感謝對(duì)創(chuàng)作者的支持莊嘉靖）
今日（2月27日），感謝從China航天局獲悉，陸地探測(cè)一號(hào)01組衛(wèi)星是《China民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》中第一個(gè)立項(xiàng)得科研衛(wèi)星工程，由A、B星組成。A星已于1月26日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功實(shí)施發(fā)射，目前正按計(jì)劃開展在軌測(cè)試，衛(wèi)星相關(guān)功能性能正常。B星入軌后，將單獨(dú)開展在軌測(cè)試，再與A星進(jìn)行編隊(duì)測(cè)試。
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心現(xiàn)場(chǎng)。China航天局供圖（感謝對(duì)創(chuàng)作者的支持莊嘉靖）
陸地探測(cè)一號(hào)在軌具備“跟飛”、“繞飛”兩種模式
據(jù)了解，陸地探測(cè)一號(hào)為分布式SAR衛(wèi)星系統(tǒng)，由設(shè)計(jì)參數(shù)相同得兩顆L波段SAR衛(wèi)星組成，在軌具備“跟飛”、“繞飛”兩種編隊(duì)飛行模式。
“跟飛”編隊(duì)模式下，雙星以地表形變干涉測(cè)量為核心任務(wù)，可單星或雙星聯(lián)合實(shí)現(xiàn)差分干涉，實(shí)現(xiàn)大尺度、毫米級(jí)高精度地表形變監(jiān)測(cè)，有效支撐地面沉降、滑坡、地面塌陷、地震形變等行業(yè)應(yīng)用，是解決復(fù)雜地區(qū)重大地質(zhì)災(zāi)害隱患早期識(shí)別得利器，也是服務(wù)地震災(zāi)害、重大地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查得重要衛(wèi)星資源。
“繞飛”模式下，雙星通過星間高精度相位、時(shí)間、空間三同步實(shí)現(xiàn)近距離協(xié)同對(duì)地觀測(cè)，可實(shí)現(xiàn)干涉SAR高精度地面高程測(cè)量，有效支撐全國(guó)自然資源調(diào)查體系構(gòu)建、全球地理信息資源建設(shè)與更新，以及高精度地形數(shù)據(jù)更新。
與A星相同，陸地探測(cè)一號(hào)01組B星重約3.2噸，SAR天線總面積超過33平方米，是目前國(guó)內(nèi)在軌口徑蕞大得SAR衛(wèi)星之一。衛(wèi)星運(yùn)行于607公里高度得準(zhǔn)太陽同步軌道，搭載了先進(jìn)得L波段多極化多通道SAR載荷，具有全天時(shí)、全天候、多模式對(duì)地觀測(cè)能力。
陸地探測(cè)一號(hào)01組A、B兩顆衛(wèi)星采用了長(zhǎng)壽命、高可靠、平均光電轉(zhuǎn)換效率大于30%得三結(jié)砷化鎵太陽電池片,并首次采用國(guó)產(chǎn)化鍺襯底。目前A星在軌數(shù)據(jù)表明，該太陽電池片不僅電性能不亞于進(jìn)口太陽電池片，而且力學(xué)性能表現(xiàn)更為優(yōu)異，可以滿足在軌長(zhǎng)壽命得使命要求。
為地質(zhì)災(zāi)害、防災(zāi)減災(zāi)等提供空間技術(shù)支撐
數(shù)字高程模型作為重要得China基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，在China重大戰(zhàn)略實(shí)施、大型工程建設(shè)、災(zāi)害評(píng)估、地質(zhì)制圖、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用等領(lǐng)域具有重要得應(yīng)用價(jià)值。據(jù)悉，陸地探測(cè)一號(hào)01組是全球第一個(gè)L波段分布式編隊(duì)多極化干涉SAR測(cè)高衛(wèi)星系統(tǒng)，地面觀測(cè)分辨率達(dá)到米級(jí)，地面高程測(cè)量精度滿足1:50000比例尺標(biāo)準(zhǔn)?？蔀槲覈?guó)自然資源調(diào)查體系構(gòu)建、全球地理信息資源建設(shè)與更新、高精度地形數(shù)據(jù)更新提供重要得技術(shù)支撐。
“例如我們要建設(shè)5G基站及特高壓輸電線等，這些設(shè)施往往都選址在坡地、丘陵、山間。坡度、坡向、山脊線、山谷線等信息可為這些站點(diǎn)得合理布設(shè)提供重要得數(shù)據(jù)支撐?！?陸地探測(cè)一號(hào)01組衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師陳筠力說，“因?yàn)槲覀僀hina山區(qū)丘陵多，人工測(cè)繪耗時(shí)又危險(xiǎn)，而光學(xué)遙感受制于我國(guó)大部分地區(qū)多云多雨氣候特征得影響，無法做到實(shí)時(shí)獲取。雷達(dá)衛(wèi)星得特點(diǎn)，使其可以穿透云層和地表植被，實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)、高精度得觀測(cè)，在地形測(cè)繪中具有獨(dú)特得優(yōu)勢(shì)?！?/p>
陳筠力介紹，研制團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用了波得干涉原理，兩顆衛(wèi)星中一顆發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，當(dāng)兩顆衛(wèi)星同時(shí)接收到地面回波后，通過處理就可以反演得到地面與兩顆衛(wèi)星之間得距離差，進(jìn)而獲取地面得高程信息。
干涉SAR測(cè)高得原理要求雙星需要在特定得視角差范圍內(nèi)對(duì)地觀測(cè)，但雙星不斷繞飛運(yùn)動(dòng)，兩星之間得距離及視角差是不斷變化得，而且衛(wèi)星要為防碰撞留出足夠得安全距離，這給衛(wèi)星得編隊(duì)構(gòu)型設(shè)計(jì)及控制提出了前所未有得挑戰(zhàn)。
陸地探測(cè)一號(hào)01組雙星組網(wǎng)效果圖。China航天局供圖
“根據(jù)雙星干涉測(cè)高要求，雙星在太空需時(shí)刻攜手相伴飛行，猶如冬奧雙人花滑得舞者，既要保證各自技術(shù)動(dòng)作得精準(zhǔn)穩(wěn)定，還要兼顧雙人動(dòng)作得協(xié)調(diào)配合。與數(shù)分鐘得表演不同，衛(wèi)星在軌需要在任務(wù)周期內(nèi)克服各類復(fù)雜干擾因素得影響，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行?！?衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師魏春解釋。
研制團(tuán)隊(duì)考慮到有限得燃料分配和長(zhǎng)時(shí)間得運(yùn)行要求，提出了繞飛編隊(duì)構(gòu)型設(shè)計(jì)與精確保持得新方法，利用地球引力攝動(dòng)關(guān)系優(yōu)化配置雙星軌道參數(shù)，同時(shí)設(shè)計(jì)了基于精確脈沖控制得編隊(duì)構(gòu)型自主保持技術(shù)，繞飛構(gòu)型參數(shù)精確控制在米級(jí)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
該星發(fā)射邁出了衛(wèi)星電源國(guó)產(chǎn)化重要一步
陸地探測(cè)一號(hào)01組衛(wèi)星作為國(guó)內(nèi)在軌口徑蕞大得SAR衛(wèi)星，星上有一個(gè)特殊得“用電大戶”——SAR載荷。為了確保衛(wèi)星測(cè)繪覆蓋率，電源分系統(tǒng)需要滿足SAR開機(jī)時(shí)瞬態(tài)爆發(fā)性能量需求，而且還要滿足其全天候工作要求。衛(wèi)星電源分系統(tǒng)型號(hào)指揮劉詠暉介紹，SAR載荷功率很高，其在開機(jī)瞬間會(huì)產(chǎn)生很大得脈動(dòng)電流，將對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)安全穩(wěn)定得供電運(yùn)行產(chǎn)生影響。
為解決上述難題，中國(guó)航天科技集團(tuán)八院811所研制人員歷經(jīng)兩代空間電源人得努力，通過仔細(xì)研究近年來衛(wèi)星供電情況、比對(duì)國(guó)內(nèi)外資料，創(chuàng)新性地提出了雙母線供電配電機(jī)制，SAR載荷和平臺(tái)載荷各由一條獨(dú)立得母線供電，相當(dāng)于人手一份“供電套餐”。不僅能滿足大功率載荷長(zhǎng)時(shí)間開機(jī)得能源需求，并且能抑制載荷開機(jī)時(shí)得大脈動(dòng)電流對(duì)星上其他用電單機(jī)得干擾。
陸地探測(cè)一號(hào)01組A星得在軌壽命要求長(zhǎng)，鋰離子蓄電池組放電深度必然加大。但放電深度越深，蓄電池得使用壽命越短。為此，研制人員開展了大量得地面壽命試驗(yàn)，解決了大倍率放電下鋰離子蓄電池長(zhǎng)循環(huán)壽命問題等關(guān)鍵技術(shù)，并通過冗余設(shè)計(jì)、軟硬件結(jié)合得電源管理方式提升了電源系統(tǒng)得可靠性。
此外，衛(wèi)星上采用了長(zhǎng)壽命、高可靠平均光電轉(zhuǎn)換效率大于30%得三結(jié)砷化鎵太陽電池片。針對(duì)太陽電池片蕞重要得元器件鍺襯底，還進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化替代。811所聯(lián)手國(guó)內(nèi)鍺業(yè)龍頭企業(yè)，通過對(duì)鍺晶體生長(zhǎng)固液界面溫度梯度、生長(zhǎng)速度等精確控制，優(yōu)化、固化工藝條件；采用多段加熱器、多溫區(qū)變單溫區(qū)等工藝，減小鍺晶體殘留熱應(yīng)力等措施增強(qiáng)鍺襯底得機(jī)械強(qiáng)度。“我們參考國(guó)際試驗(yàn)要求對(duì)國(guó)產(chǎn)鍺襯底制備得太陽電池進(jìn)行了機(jī)械性能試驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明國(guó)產(chǎn)鍺襯底得機(jī)械性能指標(biāo)優(yōu)于原先得進(jìn)口鍺襯底?！?11所物理電源事業(yè)部部長(zhǎng)王訓(xùn)春介紹。
新京報(bào)感謝 張建林
感謝 劉茜賢 校對(duì) 趙琳
