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  長光衛(wèi)星智慧農業(yè)農村綜合指揮平臺界面。
  長光衛(wèi)星供圖







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五十萬米高空捕捉地表細節(jié)(講述·弘揚科學家精神)

2025-05-15 08:47:00

來源:人民網-人民日報

  長光衛(wèi)星智慧農業(yè)農村綜合指揮平臺界面。

  長光衛(wèi)星供圖

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  長光衛(wèi)星智慧農業(yè)農村綜合指揮平臺界面。
  長光衛(wèi)星供圖

  李巖在加工反射鏡。

  本報記者 劉以晴攝

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  李巖在加工反射鏡。
  本報記者 劉以晴攝

  “吉林一號”寬幅衛(wèi)星總裝現(xiàn)場。

  長光衛(wèi)星供圖

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  “吉林一號”寬幅衛(wèi)星總裝現(xiàn)場。
  長光衛(wèi)星供圖

  “吉林一號”是我國最大的商業(yè)遙感衛(wèi)星星座和全球最大的亞米級商業(yè)遙感衛(wèi)星星座。2015年,由長光衛(wèi)星技術股份有限公司研制的“吉林一號”星座首組4顆衛(wèi)星成功發(fā)射,開創(chuàng)我國商業(yè)衛(wèi)星應用先河。10年間,“吉林一號”星座研制團隊累計授權發(fā)明專利280余項,實現(xiàn)117顆衛(wèi)星在軌運行。日前,本報記者走進長光衛(wèi)星,了解“吉林一號”團隊開展科研攻關、提供信息服務的故事。

  ——編  者  

  

  走進長光衛(wèi)星數(shù)據(jù)大廳,工作人員輕點鼠標,大片青綠交錯的影像呈現(xiàn)在屏幕上。依托“吉林一號”遙感衛(wèi)星高分辨率成像技術,工作人員查看山西省某縣小麥長勢,系統(tǒng)將農田標注為不同色塊,綠色表示長勢較好,黃色代表長勢正常,紅色則提示需施肥或灌溉?!芭c往年衛(wèi)星數(shù)據(jù)相比,這片地區(qū)的紅色區(qū)域較少,代表大部分區(qū)域小麥長勢正常?!遍L光衛(wèi)星副總經理王棟介紹,工作人員會將作物長勢、建議重點關注區(qū)塊等信息形成報告?zhèn)鹘o用戶,幫助其制定春管方案。

  長光衛(wèi)星是我國第一家商業(yè)遙感衛(wèi)星公司,公司的一間辦公室里,留存著一沓泛黃的設計草圖——“吉林一號”星座首組4顆衛(wèi)星概念圖。2015年10月,這4顆衛(wèi)星成功發(fā)射,拉開我國商業(yè)航天的大幕。10年間,這支團隊持續(xù)助力我國商業(yè)航天不斷向前。

  “就像蒙眼穿繡花針”

  逼近技術極限,提高相機質量,面向市場推出高清遙感數(shù)據(jù)和標準化通用工具

  在長光衛(wèi)星展廳,陳列著“吉林一號”第一至四代衛(wèi)星模型。展廳盡頭,是一幅巨型的長春市區(qū)高清遙感圖,足有400平方米。細看,小區(qū)、廠房、車輛、河流、綠地等清晰可見。這張圖正是由“吉林一號”衛(wèi)星拍攝生成。

  2024年9月,長光衛(wèi)星發(fā)布了世界首個高清全球年度一張圖——“吉林一號”全球一張圖。這張圖累計覆蓋面積1.3億平方公里,實現(xiàn)了除南極洲、格陵蘭島外的全球陸地區(qū)域亞米級影像全覆蓋,使用分辨率為0.5米的影像占比超90%,整體云量小于2%。

  “影像分辨率0.5米意味著衛(wèi)星在50萬米高空能夠捕捉到的地表最小細節(jié)尺寸。影像中的一個像素點,代表實際地面0.5米見方的區(qū)域。影像分辨率數(shù)值越小,代表分辨率越高,拍攝的細節(jié)也就越清晰。”“吉林一號”衛(wèi)星型號總設計師張雷介紹。

  2022年,張雷帶領團隊開展“吉林一號”寬幅02星的設計研發(fā)工作,當時,相機精度已經逼近技術極限,往前的每一步都極為困難。張雷說,需要讓相機部組件空間軸進一步精準對齊,可空間軸的具體位置并不可見,“就像蒙眼穿繡花針”。團隊不分晝夜,尋找、對齊、測量,失敗再重來……兩個月后,“吉林一號”寬幅02星平均系統(tǒng)波像差從0.073波長提高到0.056波長,影像質量提高近10%。

  拍到高清影像,怎么用?

  打開遙感衛(wèi)星影像庫,某地的綠色樹木、白色樓宇間,夾雜著一大片土黃色色塊。“這片區(qū)域正在施工,土黃色色塊代表的是裸土揚塵源的重點監(jiān)測區(qū)域?!蓖鯒澖榻B,通過定期監(jiān)測影像,配合人工智能算法,能快速識別揚塵源,幫助有關部門開展污染督察與治理?!霸俦热?,2023年,某個林區(qū)發(fā)現(xiàn)疑似松材線蟲疫情,傳統(tǒng)人力排查需數(shù)月,而‘吉林一號’衛(wèi)星通過識別樹冠顏色變化,3天便識別、鎖定感染區(qū)域,第一時間上報林業(yè)部門定向消殺處理?!蓖鯒澱f。

  隨著“吉林一號”在軌衛(wèi)星數(shù)量逐步增多,長光衛(wèi)星著力開放影像數(shù)據(jù)使用渠道?!凹夹g發(fā)展與開拓市場相輔相成,我們還上線了測距、標注等標準化通用工具,方便用戶使用這些數(shù)據(jù)?!蓖鯒澱f,公司已同千余家下游企業(yè)建立合作,2024年營收超8億元。長光衛(wèi)星還研發(fā)了國內首個“遙感+人工智能”APP——“吉林一號網”,注冊用戶已超18萬人,切片影像數(shù)據(jù)在線調用次數(shù)破1400億次。

  “打造衛(wèi)星的‘眼角膜’”

  開展自主研發(fā),歷經數(shù)千次嘗試,掌握加工納米級精度反射鏡的技術

  生產車間,綠色地面,光可照人。一臺橙色機器人正在工作,操作臺上,一塊4開畫紙大小、深黑色的鏡片被緩緩打磨成型。“加工反射鏡,就像打造衛(wèi)星的‘眼角膜’。”光學加工技術負責人李巖介紹,反射鏡可以將衛(wèi)星采集到的地球光譜信息精準收錄進相機,進而生成圖片,是衛(wèi)星的重要光學元器件。

  反射鏡加工精度為納米級,每道加工工序,都離不開團隊的自研自編。一些關鍵加工設備也曾依靠進口,可機器一出故障,只能委托外方維修,費用高、耗時長。

  “一定要造出屬于自己的設備!”2016年,李巖開始帶領團隊研制國產智能加工機器人。不出半年,機器人便有了雛形,“開頭順利得超乎想象?!崩顜r說,“可落到實際加工上,問題出來了——都是按標準規(guī)范操作,做出來的反射鏡精度就是不達標。”

  繼續(xù)研究?!霸囼炘锨械帽劝驼七€小,省下一點,就能再多做一次測試。”李巖說。

  逐漸有了答案:加工過程中,刀具會產生極微小的磨損,因此,對于全新的刀具和使用過的刀具,操作標準應該略有調整;再者,同樣一塊材料,加工其邊緣和中心部位時,刀具的力度、角度也需要調整……

  “要知道這些,只能靠自己摸索?!崩顜r感嘆。歷經數(shù)千次嘗試,2021年,智能加工機器人終于投產?!凹忠惶枴狈瓷溏R主鏡加工時間從大約半年縮短到一個半月,加工成本降低兩成。

  “技術攻關光靠我們一家不行,需要上下游互相扶持?!遍L光衛(wèi)星副總經理賈宏光說,“吉林一號”團隊還為多家公司提供技術、資金支持,在當?shù)氐姆龀窒?,逐步形成超千家上下游企業(yè)參與的航天產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)?!凹忠惶枴毙l(wèi)星部組件國產化率已達100%。

  “年輕人早晚會做得更好”

  開展頭腦風暴,鼓勵創(chuàng)新探索,為商業(yè)航天培育更多人才

  一層網面、一層銀膜……走進長光衛(wèi)星熱控實施工藝車間,機械轉動,10分鐘后,一套兩平方米的多層隔熱組件制作完成?!靶l(wèi)星在軌運行過程中會面臨近300攝氏度的溫差,再經過進一步加工,它就會變成隔熱保溫的‘衛(wèi)星外套’?!避囬g負責人吳清爽說,“放在幾年前,這個活兒需要3個人一起,忙活1小時?!?/p>

  “在熱控環(huán)節(jié),80%以上的工序都能機械化,剩下的步驟,大家有啥想法?”趁著空閑,吳清爽招呼大家開個小組會。

  “衛(wèi)星接地風琴片還要手工操作,一層層夾進隔熱組件。能不能讓機器人完成?”20多歲的宋秀志率先開口。

  “也沒那么簡單,衛(wèi)星接地風琴片要求細致,不能出現(xiàn)任何的相對位移和變形?!庇腥颂岢鲑|疑。

  “我之前了解過,在其他行業(yè)有類似的設備,我們能不能借鑒改造?”宋秀志琢磨著。

  …………

  一陣頭腦風暴,吳清爽最后發(fā)言:“既然有可行性,小宋你牽頭,去申請公司的小微項目?!?/p>

  “在‘吉林一號’團隊,有啥想法,大家都敢說敢試?!辟Z宏光說,“可能有做不好的時候,但要相信年輕人早晚會做得更好?!眻F隊給年輕人壓擔子,通過帶薪培訓、獎金等方式激勵創(chuàng)新,也不會因為項目失敗而作出處罰。

  為商業(yè)航天培育更多人才和新鮮血液,還要走出“吉林一號”。

  2022年,長光衛(wèi)星上線了免費下載的“共生地球”APP,便于公眾免費體驗衛(wèi)星遙感服務。長光衛(wèi)星還面向社會舉辦多期免費培訓班,報名者除了相關領域從業(yè)者,還有許多有志于從事航天事業(yè)的大學生。

  賈宏光說,高頻次、低成本的商業(yè)航天發(fā)射正在成為現(xiàn)實,商業(yè)航天領域的競爭日趨激烈,但他信心十足?!暗?027年底,公司在軌衛(wèi)星數(shù)量預計將增至300顆。政策逐步完善,產業(yè)鏈和人才隊伍不斷壯大,給了我們繼續(xù)逐夢星辰的底氣!”

  《 人民日報 》( 2025年05月15日 06 版)

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