冰岛卫星飞行专家下月详细讲解“三极遥感星座观测系统”

中国“三极遥感星座观测系统”的第一颗实验卫星——陆兵卫星——(也称为“史静1号”)最近已被装入深圳的一个盒子里，预计将于今年9月发射。通过对极地地区的每日全覆盖观测，这些数据将为全球气候和环境变化的研究以及北极航道的开发服务。

发展特殊的极地遥感卫星有什么意义？微型卫星的优点和缺点是什么？冰封卫星的计划路线是什么？记者采访了冰岛卫星首席科学家程晓。

我国极地研究高度依赖欧美卫星数据

2014年1月，中国的“雪龙”号和俄罗斯的“肖卡尔斯基”号破冰船被困在南极冰海中。程霄所在的北京师范大学极地遥感小组提出的救援计划得到了采纳，并被证明是有效的。

“但最终支持我们及时提出计划的是美国的卫星数据。”程晓认为，“这也凸显了中国现有卫星系统极地观测能力的严重不足。”

北极和南极是全球变化的指示器和放大器。然而，由于太阳高度角低和冰雪反照率高，极地也难以进行卫星遥感观测。

放眼世界，美国、欧洲和加拿大的极地卫星已经实现了对极地地区的大规模连续观测，基本实现了每天1000米分辨率(如美国的MODIS卫星)和每十天10米分辨率的重复。此外，欧洲和美国也分别开发了测高卫星，能够以厘米级精度测量极地冰的高程变化，对了解极地冰和海冰的变化具有重要意义。

值得一提的是，上述极地卫星遥感数据向科学界和公众开放，已成为国际极地遥感领域的领先卫星遥感数据。

预计打造由24颗小卫星组成的星座网

不过，程霄表示，尽管上述卫星实现了大规模连续观测，但它们无法捕捉到极地冰、海、空之间强烈而快速的相互作用过程。这是极地研究的核心和前沿领域。

为了提高对极地地区的连续遥感观测能力，目前有两种国际解决办法：一种是开发极地同步卫星，但这种卫星极其昂贵，需要高推力火箭将卫星送入30，000公里以上的空间；另一个想法是美国的“鸽子集团”卫星建立一个低成本的微型和小型遥感卫星星座。一颗卫星的重量只有一些传统大型卫星的千分之一，成本也只有几十甚至百分之几，但卫星系统可以在技术上迅速更新。

伊卡洛斯卫星采用“鸽群”发展模式，在载荷配置上具有——超宽中分辨率相机、高分辨率相机和AIS接收机的独特设计。其中，宽相机分辨率设置为80米，宽达800公里，这将是国际上使用的1000米和10米分辨率的极地卫星数据的重要补充。一颗卫星可以在5天内完全覆盖极地地区，并有望提高对冰山漂移和冰架解体等现象的监测能力。星座形成后，可以实现对上述快速变化过程的逐时观测。此外，该卫星还集成了机载自动识别系统接收器，可为极地船只规划导航路线，进行航道风险评估，并支持北极航道的开发。

"冰岛卫星是一颗“探路者”星，通过它它将形成一个星座来奠定基础。"程霄说，根据计划，这个星座由24颗小卫星组成，在一定程度上可以实现全天观测。此外，还计划部署高轨道极地合成孔径雷达卫星和小型合成孔径雷达卫星群，最终部署预计将于2030年完成。

有望在今年南极科考中初试身手

近年来，中国许多高校都“发射了卫星”。

“总的来说，小卫星技术在世界上刚刚起步，但与美国、丹麦和日本相比，中国仍然处于领先地位

为了提高卫星数据的量化水平，北京师范大学将于今年下半年派ice road卫星副总设计师刘博士与“双龙”(和2号)在南极开展无人机遥感和地面同步测量任务，开展星-机-地同步遥感实验。这意味着冰岛的卫星有望在今年的南极探险中大显身手，与双龙一起探索极地。(北京，8月18日，陈郁《科技日报》)