看到衛(wèi)星順利入軌，SAR天線徐徐展開，凝望著屏幕上一串串“工作正常”的數(shù)據(jù)，耳畔回蕩著久久不絕的歡呼聲，航天科技集團(tuán)五院陸地探測四號01星研制團(tuán)隊的成員們流下了激動的淚水。十五年磨一劍，當(dāng)昔日的青蔥少年眼角已布滿皺紋，他們終于實現(xiàn)了世界上高軌SAR衛(wèi)星從“零”到“一”的突破。
用天基遙感手段撫慰“國之殤痛” “遙感衛(wèi)星影像在此次抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用?！薄百Y源衛(wèi)星每日至少過境一次提供災(zāi)區(qū)畫面?！被貞浧?008年，雪災(zāi)、地震……電視新聞中的畫面成為中國人無法抹去的傷痛記憶，遙感衛(wèi)星在救災(zāi)中發(fā)揮的作用更加激發(fā)了五院科研人員的斗志——要讓遙感衛(wèi)星更好地服務(wù)于國家防災(zāi)減災(zāi)工作！ SAR，全稱是合成孔徑雷達(dá)，通過向地面發(fā)射電磁波、接收地面回波來探測地面情況。SAR工作不受光照、天氣條件限制，是極端天氣條件下對地觀測的一把好手。自上世紀(jì)七八十年代起，國際上多國都先后研制發(fā)射SAR衛(wèi)星，用于災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域。但是，目前國際上SAR衛(wèi)星都運行于低軌，衛(wèi)星過境時間短、重訪周期長、觀測范圍小，難以滿足應(yīng)急、搶險和救災(zāi)的時效性需求。 高軌（地球同步軌道）衛(wèi)星繞地飛行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等，從地面上看，衛(wèi)星相對固定在地面上空，可以有效彌補(bǔ)低軌衛(wèi)星在觀測時間上的不足。同時，高軌衛(wèi)星以其“站得高、看得廣”的優(yōu)勢，在觀測范圍上也能對低軌衛(wèi)星進(jìn)行良好補(bǔ)充。 “高軌SAR將是防災(zāi)減災(zāi)的一大利器?！苯?jīng)過廣泛調(diào)研，五院研制人員認(rèn)識到研制高軌SAR衛(wèi)星的重要性。但是，由于高軌衛(wèi)星位于“萬里之外”，雷達(dá)信號在太空中傳輸呈指數(shù)型衰減，同時SAR對于軌道精度要求很高，如何讓SAR在高軌順利成像已經(jīng)成為“世界級難題”。 “我國航天事業(yè)就是白手起家發(fā)展壯大起來的。為了人民群眾的生命財產(chǎn)安全，再大的難題，我們也一定能攻克！”面對國家的需要、人民的呼喚，研制團(tuán)隊決定勇闖無人區(qū)，攻克高軌SAR技術(shù)難關(guān)，為我國建立高軌防災(zāi)減災(zāi)觀測系統(tǒng)，用航天科技服務(wù)美好生活！ ▲ 衛(wèi)星研制人員討論技術(shù)細(xì)節(jié)
“勇闖無人區(qū)，我們可以！” 2011年，我國出臺《國家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃（2011-2015）》，其中將加強(qiáng)遙感技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的研究、加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為重要項目。 研制高軌SAR的構(gòu)想與國家防災(zāi)減災(zāi)建設(shè)需求完美契合。為了更好地支持這一“世界首創(chuàng)”項目的研究，五院堅持航天系統(tǒng)思維，由陸地探測四號01星總指揮、總設(shè)計師帶隊，總體單位、載荷控制等分系統(tǒng)單位成員共同組成項目論證團(tuán)隊，從理論可行與工程可實現(xiàn)兩方面入手，開始了對項目進(jìn)行可行性論證。 面對“SAR在高軌上能否成像”這個世界級難題，研制團(tuán)隊從成像機(jī)理開始深挖，梳理出影響成像的關(guān)鍵因素并逐一進(jìn)行分析?！跋胂肜弦惠吅教烊耸窃趺催^來的。沒有成熟經(jīng)驗，我們就從最原始的原理入手，再逐漸嘗試，一步步探索出道路?！被貞浧甬?dāng)時的論證場景，團(tuán)隊成員坦言，雖然面對“一張白紙”有過迷茫，但是始終有一種精神力量在支撐著大家前進(jìn)。 與光學(xué)衛(wèi)星“咔嚓”拍張照不同，SAR衛(wèi)星是依靠數(shù)據(jù)反演進(jìn)行成像。據(jù)陸地探測四號01星研制人員介紹，“為了確保高軌SAR能成像，研制團(tuán)隊率先對成像算法的精確性這一‘主要矛盾’開展研究，對梳理出的諸多影響成像的因素逐一分析討論，經(jīng)過大量的計算和仿真試驗，為高軌SAR量身定做出一套可行算法?！?/p> 驗證成像理論可行后，研制團(tuán)隊還需克服多個關(guān)鍵因素的影響。為此，研制團(tuán)隊對多種SAR衛(wèi)星成像方案進(jìn)行仿真試驗、可行性論證，綜合多種方案的優(yōu)勢，從載荷上提出創(chuàng)新方案，又對高軌衛(wèi)星定軌精度方法進(jìn)行升級換代，勾勒出世界首顆高軌SAR衛(wèi)星最初的樣貌。 2015年，國防科工局、財政部聯(lián)合發(fā)文，正式批復(fù)同意陸地探測四號01星列入國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施科研星開展先期攻關(guān)。 有了前期的論證基礎(chǔ)，五院研制團(tuán)隊針對高軌SAR成像、大功率、大天線、精密定軌、熱控、電源、姿態(tài)控制等12項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集中攻關(guān)。型號研制人員介紹，“項項關(guān)鍵技術(shù)都是新難題。大家潛心研究，堅持自主創(chuàng)新，歷時近2年的時間，研制出型號所需產(chǎn)品單機(jī)，同時積極與國內(nèi)外優(yōu)勢單位開展合作，開展校飛試驗、動力學(xué)仿真、定標(biāo)和幾何校正等，為陸地探測四號01星的研制邁出了堅實一步?！?/p> 向著“三高”前進(jìn) 功夫不負(fù)有心人，歷經(jīng)10年的論證攻關(guān)，2018年12月，國防科工局發(fā)文，正式批復(fù)同意陸地探測四號01星工程立項。 進(jìn)入工程研制階段，背著國內(nèi)在軌最大直徑的大天線，舉著又細(xì)又長的天線展開臂，如何飛上天成為了研制團(tuán)隊要攻克的首要難題。為此，型號設(shè)計師巧妙地優(yōu)化了衛(wèi)星“房子”的布局，給大天線找到合適的家，再給天線的“胳膊”安裝關(guān)節(jié)，讓天線展開臂“環(huán)抱”著衛(wèi)星“房子”，確保整星能夠順利搭乘火箭上天。 為了讓衛(wèi)星從“能飛”到“能用”，就必須讓衛(wèi)星擁有電源這個“心臟”。高軌SAR“大功率”的特點對其“心臟供血能力”提出了極高要求，為此，研制團(tuán)隊全新打造高品質(zhì)電源技術(shù)和產(chǎn)品，確保衛(wèi)星能穩(wěn)定工作。 衛(wèi)星各個零部件都生產(chǎn)出來，組合在一起試驗時，卻再次遇到了“絆腳石”——大功率單機(jī)產(chǎn)品發(fā)生微放電。面對全新的產(chǎn)品，沒有經(jīng)驗可供參考，研制團(tuán)隊對可能導(dǎo)致微放電的原因逐一分析，精準(zhǔn)定位至“材料放氣干擾”。又通過更換使用材料、調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，經(jīng)過近百次的調(diào)試，優(yōu)化出微放電可能性最低的方案。 “研制過程中，我們也在不斷優(yōu)化管理機(jī)制?！?陸地探測四號01星研制人員介紹，“大家團(tuán)結(jié)一心，本著‘零缺陷、零疑點、零故障’的理念，瞄準(zhǔn)‘高質(zhì)量、高效率、高效益’的目標(biāo)，SAR載荷、結(jié)構(gòu)、熱控、控推、電源、測控等分系統(tǒng)都擰成一股勁，向著確保衛(wèi)星按期保質(zhì)研制完成、早日為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量沖鋒。”
