书城科普读物为了地球领导权——人造卫星
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第19章 摸准地球的脉搏——地球资源卫星(2)

中国南海是古代“海上丝绸之路”的必经之途,2000多艘商船、无数宝藏沉睡海底,成为世界盗宝者的天堂。哈齐先生偶然打捞了一艘载有2.2万件中国明代瓷器的南海沉船,分得几百万美元。他确定了自己的奋斗方向——中国南海探宝。

哈齐从一位荷兰人的小手册《东印度航行指南》上,发现了一个惊人的秘密宝藏——东方泰坦尼克“泰星”号巨型帆船。1822年1月14日,“泰星”号从中国厦门港出发,驶往爪哇(印度尼西亚)。“泰星”号是一艘长50米,宽10米,重1000多吨的巨型帆船。“泰星”号载有2000多名乘客和船员,还有100多万件瓷器。“泰星”号在航行到中沙群岛时,不慎触礁,1小时后沉没。

哈齐研究了《东印度航行指南》和“印第安那”号的航海日志等文献,锁定了“泰星”号大约的沉没位置。天哪!茫茫南海哪里是“泰星”的安眠之地?哈齐花了15年时间,连个影子也没有找到。1999年初的一天,满头白发、愁眉苦脸的哈齐突然大腿一拍,哈哈大笑:他发现了一种找宝藏的新方法。他第二天找到了位于弗吉尼亚州的美国地球之眼公司杜勒斯控制中心。听完哈齐的利用卫星探宝的奇思妙想后,美国地球之眼公司总裁突然大腿一拍,哈哈大笑:你这小子太聪明了。你太幸运了!“轨道视野-1”卫星是一颗最先进的成像卫星,它能助你成功。

天算不如人算。在“轨道视野”成像卫星的观测下,一批卫星遥感图出来了。卫星图片十分清晰,连不懂判图的外行人也能看出其中的奥秘。在浅蓝色的海水里,“泰星”号残骸静静地躺在海底,清晰可见。1999年5月12日,潜水员潜入30多米深的海底,堆积如山的瓷器散发出特有的迷幻色彩。“哈齐先生,快感谢上帝吧!咱们发财了。瓷器像一座小山,高4米,面积有400多平方米。”

因为明朝最早定都于南京,欧美国家一般将南海沉船的珍宝统称为“南京宝物”。这百万件康熙年间的中国四大窑瓷器,几乎件件是精品。哈齐惊呼:“我的上帝!南京宝物,我又发财了!”据国内有的专家说,哈齐砸掉了60万件瓷器,将剩下的36.5万件绝佳瓷器运到德国拍卖。哈齐整整挣了3000万美元的横财。他在宴会上对着天上卫星说:与您干杯,谢谢了!

美国地球之眼公司新一代“轨道视野-3”成像卫星,能拍摄立体影像,可以提供1米分辨率的全色图像,4米分辨率的彩色和红外多光谱图像。它分辨率高,能提供精确的数字地图和三维立体景物,提供彩色和红外线的信息。拍摄的数据可以马上传回地面,可用于通信、石油、天然气、测绘、农业、林业、国土资源以及国防等领域。

2003年6月26日,“轨道视野-3”成像卫星发射。卫星重300千克,设计寿命最少5年,太阳同步轨道,轨道高度470千米,轨道倾角97°。它的0.45米孔径摄像机提供1米分辨率的全色影像和4米分辨率的多光谱影像,200通道高光谱,图像扫描宽度8千米,重访时间也就是时间分辨率少于3天,每次穿越赤道时间为上午十点半。

“地球之眼”成像卫星

地球之眼公司于2008年9月6日发射一颗迄今技术最先进、分辨率最高的成像卫星——“地球之眼-1”。卫星的可见光分辨率为0.4~0.75米,近红外分辨率为0.75~1.3米,成为当时世界上能力最强、分辨率和精度最高的商业成像卫星。人们可以在谷歌地图和雅虎地图中使用它拍摄的卫星图片。2008年9月6日,“地球之眼-1”在加利福尼亚州范登堡空军基地发射。

“地球之眼-1”重约1955千克,运行在684千米高的太阳同步轨道上,大约以7.5千米/秒的速度飞行,每天绕地球12或13圈,每天都在当地时间上午十点半穿越赤道。卫星设计寿命为7年,预计使用寿命为15年。

“地球之眼-1”地理定位精度十分精确。卫星借助卫星导航接收机、陀螺仪和恒星跟踪器来精确测定自身的姿态、轨道位置和星下点位置。

“地球之眼-1”能对地面的目标进行精确定位,精确度比先前的卫星高1.5倍。人们可以通过卫星图片识别棒球场上的本垒板,或者数出城市街道上的井盖数。

“地球之眼-1”飞越拍摄目标,反应轮就会转动,给卫星确定方向。当卫星靠近适当的位置时,反应轮就会反向转动,让排列好的照相机对准目标猛拍。

“地球之眼-1”能变轨,调整自己的轨道高度,消除大气阻力和太阳光压力对它的影响所造成的高度下降,以保证对地球的拍摄。高精度恒星追踪器能校准照相机的位置和角度,以3米的定位精度精确确定目标的位置。

地球之眼公司的图像照片应用范围十分广泛,如国防制图、情报制图、国家和地方政府城市规划与制图,以及保险和风险管理、环境监测与灾害救助等。卫星每天以平移模式拍照,可以覆盖多达700万平方千米,相当于整个俄罗斯的面积;多光谱模式拍照可以覆盖高达35万平方千米的面积。卫星每天40次通过接收、发射天线,用无线电波向地面站发送图像数据。

美国法律规定:商业成像卫星的分辨率不得高于0.5米。地球之眼公司拥有美国国家海洋和大气管理局的营业执照,可以制造发射极高分辨率卫星,但只能向美国政府和盟国提供最高分辨率的图像,不能暴露美军和盟军基地等军事机密,并必须严守“信息快门控制”。地球之眼公司好像一只被追赶的兔子,要给地球的小草拍摄高度清晰的照片。地球之眼公司宣布:分辨率为0.25米的“地球之眼-2”将于2013年初发射。

“快鸟”成像卫星

“快鸟”成像卫星重980千克,主人是美国数字地球公司,由美国鲍尔宇航技术公司设计制造。科学家常把以摄影、照相为主的卫星称为成像卫星。

“快鸟”有什么秘密武器吗?“快鸟-1”有一双犀利的眼睛——感光器。感光器扫描线有全色、蓝、绿、红、近红外5个光谱通道;全色影像分辨率0.61米,比其他的卫星高出2~10倍;彩色图像分辨率为2.44米,快速目标影像分辨率为2.5米,扫描宽度为16.5千米。

“快鸟-1”成像卫星具有十分精确的地理定位精度,大容量星上存储。卫星拍摄的大视场彩色立体照片,应用于测绘、农业、城市规划、气象研究和军事侦察。“快鸟”卫星93分钟即可环绕地球一周,每年能采集7500万平方千米的卫星影像数据,存档数据以很高的速度递增。在中国境内每天至少有2至3个过境轨道,据说存档数约几千万平方千米。

“快鸟-1”卫星很不幸。2000年1月20日,“快鸟-1”卫星搭乘俄罗斯的“宇宙-3M”运载火箭,从普列谢茨克航天中心发射,结果“快鸟”没有飞起来,生生砸在荒原上。

2001年10月18日,“快鸟-2”卫星搭乘“德尔塔-2”运载火箭在美国加利福尼亚州范登堡空军基地发射场升空。卫星运行在450千米、倾角98°的太阳同步轨道,93.4分钟围绕地球一圈,重访周期为3~7天。“快鸟-2”卫星的设计寿命为7年, 长3.04米,重1890千克。

“快鸟-2”卫星采用推扫式成像方式;传感器分为全色和多光谱;采集能力为128吉比特,大约为57幅单景影像;分辨率为全色0.61米,多光谱(蓝、绿、红、近红外)2.44米;星下点成像可沿轨道和横轨迹方向±25°;立体成像沿轨道和横轨迹方向;成像模式单景覆盖范围为16.5千米×16.5千米,条带模式为16.5千米×165千米;精准度为水平误差23米,垂直误差1米。“快鸟-2”卫星影像的最高分辩率为0.61米,可以用来制作与更新1:2000比例尺的地图。