近日中國(guó)第一顆碳衛(wèi)星從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，這是一顆可監(jiān)測(cè)全球二氧化碳的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。碳衛(wèi)星的成功發(fā)射一方面說(shuō)明環(huán)境問題開始日益突出，研究全球碳循環(huán)、監(jiān)測(cè)溫室氣體才能找到破解之路，另一方面也反映出中國(guó)在遙感技術(shù)上已經(jīng)取得了一些進(jìn)步。

所謂的遙感衛(wèi)星是一種利用外側(cè)空間遙感平臺(tái)的衛(wèi)星，當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行在同步軌道上時(shí)，可對(duì)地表上指定的區(qū)域進(jìn)行遙感觀測(cè)。川陀太空研究人員謝頓認(rèn)為，從分類上看，遙感衛(wèi)星有氣象衛(wèi)星，這是一種收集氣象數(shù)據(jù)的遙感衛(wèi)星；與之對(duì)應(yīng)的有海洋遙感衛(wèi)星、陸地遙感衛(wèi)星，對(duì)地球表明陸地、海洋進(jìn)行不間斷觀測(cè)。由此也衍生出專門尋找地球資源的遙感衛(wèi)星，在軌道上探測(cè)地下可能存在的各種資源，當(dāng)然不包括盜墓。

以碳衛(wèi)星為例，這是一種專門找碳的衛(wèi)星，中國(guó)的碳衛(wèi)星也是全球第三顆，那么前兩顆分別是日本的GOSAT衛(wèi)星和美國(guó)OCO-2衛(wèi)星。據(jù)《科學(xué)美國(guó)人》2014年12月的消息，美國(guó)OCO-2衛(wèi)星發(fā)布了全球二氧化碳平均濃度地圖，從圖中可以一目了然哪些國(guó)家和地區(qū)的二氧化碳濃度最高。結(jié)果顯示，南美洲巴西、非洲南部、東南亞、中國(guó)東南部都是“重災(zāi)區(qū)”，二氧化碳濃度高于其他地區(qū)。

監(jiān)控全球二氧化碳有助于我們認(rèn)清現(xiàn)實(shí)，找出全球每年近400億噸二氧化碳的來(lái)源和去向，因?yàn)槲覀円粑氖茄鯕?，二氧化碳太多，顯然不是個(gè)好事。

遙感衛(wèi)星的應(yīng)用

由此可以看出，在遙感衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)地監(jiān)視與觀測(cè)是遙感衛(wèi)星的主要任務(wù)。就像美國(guó)人發(fā)射OCO-2衛(wèi)星，一方面是利用其研究全球變暖，另一方面是用這個(gè)平臺(tái)監(jiān)視世界各國(guó)的碳排放量。美國(guó)人說(shuō)中國(guó)碳排放太多，需要減少，減少就意味著要犧牲一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展，那么事實(shí)上是不是這樣，總不能由美國(guó)自己說(shuō)的算。中國(guó)發(fā)射碳衛(wèi)星之后也可以監(jiān)視美國(guó)的碳排放，看看符不符合實(shí)際情況。

在OCO-2衛(wèi)星之后，美國(guó)宇航局也準(zhǔn)備繼續(xù)推進(jìn)更強(qiáng)大的OCO-3碳監(jiān)視衛(wèi)星，不僅能監(jiān)視二氧化碳，還可以找出甲烷的全球分布。

這就非常有意思了，我們知道人體腸道生物過程可產(chǎn)生甲烷，但是不同地區(qū)的人種產(chǎn)酸產(chǎn)氣的能力是不一樣的。有研究指出，非洲南部的人種放出的屁中含有更多的甲烷，而北非那邊的人種則較少。說(shuō)不定OCO-3衛(wèi)星升空之后，可能會(huì)有一篇類似的論文出現(xiàn)。這就是遙感技術(shù)有趣的一面，可以站在一定高度看清一整片的背景情況。因此遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害評(píng)估、監(jiān)視陸地資源、農(nóng)作物生長(zhǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、軍用偵察等領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用。

國(guó)外遙感技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展情況

美國(guó)目前是遙感衛(wèi)星領(lǐng)域及其產(chǎn)品發(fā)展較為齊全的國(guó)家，軍民共同的天基信息收集系統(tǒng)覆蓋幾乎所有的領(lǐng)域，包括軍用偵察、彈道導(dǎo)彈預(yù)警等。地面數(shù)據(jù)接收站也分布在世界各地，通過數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)傳回美國(guó)本土。美國(guó)政府也資助民間商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展，并且支持私人公司發(fā)展自己的遙感衛(wèi)星，比如數(shù)字地球公司DigitalGlobe，這是全球頂尖的商業(yè)空間成像公司，總部位于科羅拉多州。

從1993年開始發(fā)展商業(yè)高分辨率衛(wèi)片，早期的EarlyBird-1衛(wèi)星具有3米全色分辨率，2009年發(fā)射的WorldView-2衛(wèi)星已經(jīng)具備0.5米的全色分辨率和1.8米的多光譜成像能力，當(dāng)偵察衛(wèi)星使喚已經(jīng)沒有技術(shù)問題，而且可以在1.1天內(nèi)兩次從同一個(gè)目標(biāo)上空飛過，比一些國(guó)家的專業(yè)偵察衛(wèi)星都要出色。更何況這是商業(yè)衛(wèi)星，只要付錢就可以買到你想看到的東西。

在非商業(yè)領(lǐng)域，美國(guó)宇航局、地質(zhì)調(diào)查局從1972年起共同推動(dòng)了LANDSAT系列衛(wèi)星的研發(fā)，主要任務(wù)幾乎覆蓋所有除軍用偵察外的類別，比如地下找礦、水資源分布調(diào)查、海洋資源研究、農(nóng)林畜牧業(yè)監(jiān)視和管理、植物考察與自然災(zāi)害、環(huán)境污染調(diào)查等，堪稱面面俱到。2010年，美國(guó)宇航局就通過Terra衛(wèi)星搭載的多角度成像光譜儀等儀器對(duì)全球氣溶膠進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，公布了一張全球PM2.5的分布圖，由此進(jìn)一步引發(fā)中國(guó)人對(duì)PM2.5的關(guān)注。因?yàn)槟菑垐D中，從北非到中國(guó)，幾乎是一片紅，河北省已經(jīng)紅到發(fā)黑，每立方米不止超過了80微克，幾乎半個(gè)中國(guó)都不淡定了。

中國(guó)遙感技術(shù)已經(jīng)趕上來(lái)了

去年年底，中國(guó)成功發(fā)射了高分四號(hào)衛(wèi)星，運(yùn)行在3.6萬(wàn)公里的同步軌道上，高分四號(hào)的運(yùn)行標(biāo)志著中國(guó)高軌遙感衛(wèi)星已經(jīng)取代了階段性的成就，實(shí)現(xiàn)了全色/多光譜50米、中波紅外400米同步軌道近實(shí)時(shí)觀測(cè)，其意義比高分一號(hào)和二號(hào)這樣的低軌遙感衛(wèi)星要高得多。高分四號(hào)的里程碑也給中國(guó)遙感技術(shù)注入強(qiáng)心劑，完全可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)中國(guó)及其周圍地區(qū)進(jìn)行快速出片，從戰(zhàn)略意義上看，高分四號(hào)是個(gè)非常好的制高點(diǎn)，這也是中國(guó)遙感衛(wèi)星的最先進(jìn)水平，更先進(jìn)的已經(jīng)在設(shè)計(jì)中。

隨著商業(yè)空間公司的進(jìn)一步成熟，衛(wèi)星成像必然向更高空間分辨率發(fā)展，可達(dá)到或超過0.1米級(jí)。目前最新的谷歌地圖WorldView-4衛(wèi)星已經(jīng)在今年11月11日發(fā)回?cái)?shù)據(jù)，可在600公里高度的軌道上實(shí)現(xiàn)0.31米的全色分辨率，1.24米多光譜分辨率，也是目前商業(yè)光學(xué)衛(wèi)星解析度最高的。與WorldView-3組成星座后，每天可覆蓋68萬(wàn)平方公里的陸地。在遙感資源調(diào)查方面，此類衛(wèi)星依然以政府主導(dǎo)為主，美國(guó)將繼續(xù)推動(dòng)LANDSAT系列衛(wèi)星，目前最新的LANDSAT-9正在研制中，堪稱地球自拍神器。LANDSAT-9的技術(shù)應(yīng)該說(shuō)是世界領(lǐng)先的，目前正在使用的LANDSAT-8才運(yùn)行不到4年，每天繞地球14圈，每半個(gè)月就可以將地球掃一遍。

從LANDSAT-8的技術(shù)特點(diǎn)看，未來(lái)遙感衛(wèi)星的功能將更加全面，集成多波段，如可見光、近紅外、熱紅外以及短波紅外的數(shù)據(jù)。即便是WorldView-4衛(wèi)星也體現(xiàn)了多負(fù)載的設(shè)計(jì)思路，高度集成的技術(shù)優(yōu)勢(shì)甚至可以去除霧霾的干擾，比如AComp工具的使用可以真實(shí)還原地面上的情況。同時(shí)，美國(guó)宇航局旗下的EOS計(jì)劃Terra衛(wèi)星已經(jīng)超期服役多年，后續(xù)的替代星也會(huì)落實(shí)下去，NASA作為全球頂尖的科研機(jī)構(gòu)，在大氣和海洋領(lǐng)域傾向于全球化研究，未來(lái)數(shù)年問世的遙感衛(wèi)星將更加強(qiáng)大。

相關(guān)報(bào)道:

• NASA在火星表面發(fā)現(xiàn)一把大勺子 引網(wǎng)友熱議(圖)

• NASA攜手霍金打造星際飛船 速度達(dá)每秒6萬(wàn)公里

• NASA公布最新照片：太陽(yáng)面帶笑容(圖)

• NASA觀測(cè)到木衛(wèi)二疑似水汽噴流 有利研究地下海洋

• NASA將宣布木衛(wèi)二上新發(fā)現(xiàn) 稱不是外星人(圖)

• NASA要在12星座里加上蛇夫座？回應(yīng)：我們不占星(圖)