我國首顆高光譜綜合觀測衛星高分五號發射成功！

科技日報記者 付毅飛 通訊員岳付升

5月9日2時28分，我國在太原衛星發射中心，用長征四號丙運載火箭將高分五號衛星送入705公里高度的太陽同步軌道。

長征四號丙運載火箭發射瞬間（崔岳豪 攝）

高分專項工程總師、國防科工局重大專項工程中心主任童旭東表示，該衛星將填補國產衛星無法有效探測區域大氣污染氣體的空白，通過對大氣污染氣體、溫室氣體、氣溶膠等物理要素的監測，動態反映我國大氣污染狀況。

同時它還能對內陸水體、陸表生態環境、蝕變礦物、岩礦類別進行探測，為我國環境監測、資源勘查、防災減災等行業提供高質量、高可靠的高光譜數據。

長征四號丙運載火箭一飛衝天（岳付升 攝）

2012年12月31日，高分五號衛星獲批立項。中國航天科技集團八院研製團隊對標國際同期在軌運行的大氣高光譜探測儀器，以及規劃中的新一代星載高光譜成像儀技術指標，決定為該衛星搭載6台全新研製的有效載荷，包括2台高光譜/多光譜陸地觀測載荷，和4台大氣類觀測載荷。

「正是這6台先進的有效載荷，讓高分五號練就了『火眼金睛』，將為建設美麗中國發揮作用。」八院高分五號衛星總設計師孫允珠說。

識別物質的「指紋」

地球上不同物質都有獨特的光譜特徵，光譜因此被視為物質的「指紋」，成為識別和分析物體的重要依據。八院高分五號衛星總指揮蔣光偉介紹，如果說光學成像手段只能看到物質的形狀、尺寸等，光譜探測則可以分析物質的具體成分。比如不僅能探測一個地方有沒有礦，還可以分析是何種礦。

一般多光譜衛星有幾個或幾十個探測通道，高分五號不僅能實現從紫外至長波紅外全譜段的高光譜觀測，而且僅可見短波紅外高光譜相機就有330個探測通道，可以獲取0.4至2.5微米譜段的圖像和連續光譜信息。

記者了解到，該設備的可見光譜段光譜解析度達到5納米，不僅可以監測飲用水源地污染，精確識別內陸水體綠藻、黃藻等藻類的生長變化情況，還能在礦產資源調查、地質環境調查與監測、農作物估產等方面發揮重要作用。

高分五號搭載的大氣主要溫室氣體監測儀，是國際上首台採用空間外差干涉體制進行溫室氣體探測的有效載荷。它能獲取二氧化碳、甲烷等大氣溫室氣體的高光譜數據，可用於區域大氣環境監測，以及分析全球溫室氣體起源與經風向傳播的「旅行圖」，為氣候變化研究及環境外交提供基礎數據。

衛星中的「全能運動員」

在眾多衛星中，高分五號如同一位「全能運動員」。它將在國內首次運用高光譜/多光譜進行對地成像觀測、天底觀測、掩星觀測、海洋耀斑觀測、多角度觀測、偏振觀測等，是國內探測手段最多的光學遙感衛星。多達26種的工作模式，幾乎涵蓋目前光學遙感衛星之所能。

該衛星搭載的大氣痕量氣體差分吸收光譜儀，是我國第一台用於二氧化硫、二氧化氮、臭氧等全球污染氣體探測的高光譜有效載荷。其天底觀測角度達114度，就像是一個廣角鏡，不但一天就能覆蓋全球，還能實現定量監測大氣中含量極少的污染氣體分布、變化和輸運過程。

大氣氣溶膠多角度偏振探測儀則能實現大視場、多角度成像，不僅可以對地表任一目標進行9至11個角度的全方位觀測，而且每個角度還能獲取3個譜段偏振觀測圖像，在目前國際同類設備中多光譜、多角度和偏振探測能力最強，將在霧霾、大氣顆粒物監測等方面發揮重要作用。

為探測數據提供精準標尺

除了具有高光譜優勢，高分五號在定標精度方面也有出眾能力。

八院高分五號衛星工程總師徐博明介紹，高精度的定標是高光譜衛星定量化應用的基礎，如同標尺，決定著測量數據是否準確。

該衛星上裝載的太陽漫反射板、比輻射計、變溫黑體、LED等7類星上定標器，就是用於給星上載荷進行輻射和光譜定標。光譜定標精度最高可達0.008波數，在國內衛星中精度最高，足以保證探測信息準確不失真。

由航天科技集團五院508所研製的大氣環境紅外甚高光譜解析度探測儀，是我國第一台寬譜段星載超高光譜解析度大氣掩星探測儀，也是我國光譜解析度、光譜定標精度最高的星載探測儀。

該設備獲取的干涉數據可用於分析溫室氣體、臭氧等痕量氣體的垂直分布信息，就像為大氣做切片，為氣候變化研究和大氣環境監測提供科學依據。

「高分五號在軌運行的前三年，也是我國進行環境治理攻堅戰的三年，它將為我國高光譜解析度遙感衛星應用起到重要示範作用。」孫允珠表示，今後我國高光譜衛星將由依靠陽光反射的被動探測，向使用激光主動探測方向發展，由低軌向高軌發展，將在環境治理和國土資源勘測等方面發揮更大作用。

來源：科技日報

編輯：劉義陽

審核：王小龍

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