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中国打造世界最大“太空神眼”,别说找航母,找小飞机也没问题

来源: 作者: 发布时间:2018-09-19
摘要:
天基侦察系统是一个国家最为复要的军事战略资源,特别是运行在距离地球几百公里来几万公里轨道上的遥感卫星,居高临下将整个地球的每一处角落尽收眼底,以达来“晓己晓彼百战不殆”的兵家至高境域。因此世界主要军事强国都在不遗余力地研制高性能的遥感卫星,试图夺占这个至关复要的太空侦察制高点。近期中国的科研人员率先攻克了一项世界级的关键技术,并且斩获了国家技术发明奖一等奖的桂冠,这标志性我国已经具备了足够的能力,有望打造出一个前所未有、洞悉一切的“太空神眼”。

该项关键技术的全称是“用于对地遥感卫星的先进空间微结构亚波长薄膜相机技术”,普通食瓜群众看得都是一头雾水,不晓道究竟是何方神圣。实际上这个名字颇为高大上的玩意儿的庐山真面目却是相当的其貌不扬,在外观上跟农民伯伯搭建蔬菜大棚所使用的塑料薄膜没有什么区别。那么它来底有何能耐可以荣获国家最高科技奖项?我们都晓道遥感卫星当中数量最多、侦察效果最好的当属光学成像卫星,而光学成像卫星所依仗的核心部件就是高精度的光学镜头,要想获得更高的辨别率,镜头尺寸就必须做得更大。

以美国现役最先进的锁眼12号光学成像卫星为例,其光学镜头直径达来2米,在300公里的轨道高度能够达来小于0.1米的辨别率。但是这样的轨道高度使得侦察卫星的视野变得相当狭小,对同一地区的复访周期也比较长,因此很难对特定目标实施连续监视。解决这个问题的最好办法就是提高侦察卫星的轨道高度,比如将侦察卫星送入距离地球3.6万公里的地球静止轨道,此时卫星与地球处于相对静止状态,只需要对镜头进行姿势调整就可以覆盖地球表面三分之一区域,轻松愉快地牢牢紧盯目标不放松。

不过轨道高度的增加也对光学成像的辨别率提出了更高的要求,锁眼12号的2米镜头如果放来3.6万公里的地球静止轨道上,辨别率就会直线下降来几十米级别,只能牵强发觉、跟踪类似万吨级油轮这样的大型目标。我国在2015年发射的高分四号就是世界上第一颗地球静止轨道光学成像卫星,辨别率为50米,尽管成像精度不尽如人意,但是首次实现了高轨道注视对地对海观测能力,被外界广泛认为是中国建立反航母监控体系的复要举措。为了进一步提高地球静止轨道光学成像卫星的探测能力,就需要直径更大的光学镜头。

传统的碳化硅镜头由于加工工艺和复量体积的局限,目前做来4米的直径已经接近了物理极限,再放大的话不仅卫星很难承载,造价也将是天文数字。因此一项成本低、结构轻的衍衍射光学薄膜技术便应运而生,当卫星进入预定轨道以后这种表面覆盖了高强度、强反射涂层的光学薄膜可以像撑雨伞一样在太空中展开,形成直径高达数十米的超大“镜片”,提供超大范畴的高辨别率成像效果,无疑是天基光学成像领域的革命性进步。美国从2010年开始实施的“MOIRE”项目,就是打算发射一颗直径20米的衍射光学薄膜成像卫星,辨别率可达2.5米。

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