为了尽快让被搁浅的巨轮脱困,恢复运河畅通,埃及运河管理局方面动用了挖掘机、抽泥船等大型设备参与施救,从船体附近抽走了接近2.9万立方米的泥沙,最后通过积极进行疏浚和配合涨潮,整整用了7天的时间才将斜着搁浅的船身摆正,并向北拖到大苦湖停泊等候处理。
苏伊士运河连通了地中海与红海,是连接欧洲与印度洋和西太平洋附近国家的最近航线,这条咽喉航线被堵,直接造成全球约12%的贸易中断,每小时的损失达到4亿美元。有些航运公司等不及而绕行非洲南段南非的好望角,航程增加约10000公里、费用增加约1/3。
苏伊士运河被堵了之后,“长赐号”货轮一下子就聚集了全球很多人的目光,一时间各类有关的船舶动态网站点击量陡升,一些商业卫星也开始“忙”起来,将镜头对准苏伊士运河南端、距红海北部约6公里的河道上,就连挖机小哥也坚持每天“打卡”,向全世界介绍他的日常工作和生活感悟。
不过,笔者今天要讲的科普的重点不是这条船的事,而是对准这条船的几颗人造卫星。
就在苏伊士运河刚刚重新开放通航不到两天,被堵而滞留的船甚至还没有疏散完,境外一个社交媒体上竟然流传着一张有关美国、土耳其、法国以及中国这5个国家的卫星所拍摄的“长赐号”卡在运河上的照片。
从这张卫星图片来看,中国卫星所拍摄的“图片”不仅整体底色是单一的偏蓝色,也没有其他四国的卫星图片分辨率高,而且巨型货轮的轮廓也并不是特别清晰。总之按照画面的信息可以推测出,发布者和群嘲者应该是想用“惨不忍睹”来形容中国卫星的分辨率,没有其它几个国家或地区的彩色高清大图好看。
中、美、土、法四各国“卫星照片”对比图,左下角是中国台湾的“福卫五号”拍摄
中国是世界上继美国、俄罗斯之后的第三大航天大国,中国发射的人造卫星“拍照”技术和质量真的如此“惨不忍睹”吗?到底是什么卫星拍出来如此模糊不堪的照片?
各位看官通过上图中的繁体“國”字,应该能推测这张比对图出自于哪里了吧,其用意无非就是想抹黑中国的人造卫星技术。
其实,拿出来做对比的这五张卫星照片分别出自最高分辨率达0.3米的美国worldview卫星(最低扫描宽度为16.4km)、最高分辨率达0.8米的土耳其的Güktürk-1卫星(“蓝突厥-1号”)、最高分辨率达0.5米的法国空客公司的Pleiades卫星(幅宽达到20km*20km)、中国台湾的“福卫五号”、成像分辨率为1米的中国“海丝一号”商业SAR卫星(成像幅宽100km)。
worldview卫星拍摄的中国海南省三沙市
“海丝一号”1米的最高分辨率这个指标看似不算太高,而且照片上无论是被拍的物体,亦或是背景都是色调单一的蓝色,完全没有明暗度可言,与前面几个张比起来“差了一大截”。
但实际上尽管1米的分辨率确实比0.3米的分辨率要显得模糊一些,但“照片”质量也并不会像对比图中那样相差悬殊。而究其原因,是别有用心的人将“海丝一号”所成像的一张宽幅图片(原图如下)进行了裁剪,只截取了巨轮周边的一小部分,然后将它与其它几张分辨率高的照片放在一起比对。
不过,即便是拿出“海丝一号”比较高清的图片做比较,也还是与其它的卫星照片清晰度相差很大,为什么分辨率相差不过3.4倍,而实际成像却出现如此大的差距呢?
其根本原因是“海丝一号”的这张图是雷达扫描成像图,这与我们平常用的相机拍出的照片完全不是一个概念,前者是合成孔径雷达(SAR)拍摄的雷达卫星影像,而后者是光学成像图片。
我们都知道,地球自身不发光也不透明,而我们之所以能看到地球表面的物体,是因为物体反射了太阳光到眼睛里。如果是夜晚或者阴雨天光线暗淡时,无论是我们的肉眼还是光学照相机,都会因为物体无法正常反射光子而无法看清楚,此时就需要打开闪光灯、手电筒或其它辅助设备补光了。
“海丝一号”是由湖南长沙天仪研究院与中国电科38所联合研制的全球首款小型合成孔径雷达C波段商业遥感卫星,这种卫星与普通的光学成像卫星有着本质上的区别,因为雷达扫描的根本就不是可见光波段,成像也是黑白单色图像才对。
尽管它的整星质量不超过185公斤,但它却能不分昼夜和不受恶劣气象条件限制,实现可以全天候、全天时对地球表面进行成像观测。其工作原理是通过雷达向地面发射C波段电磁波,搭载在星上的接收器接收被地面或物体反射回来的电磁波,最后通过星上装配的科学计算机合成出三维立体影像,也就是说“海丝一号”可以实现SAR图像直接在卫星上进行处理。
可以说“海丝一号”无论是体积还是重量,包括工作原理和成像技术,都是非常优秀的,在发射、运行、影像传输等方面既便捷又高效,只要被它“盯”上的物体,尤其是在江河湖海上航线或抛锚的渔船、货轮、航空母舰等都难以遁形,即便是披上一层伪装网也一样能够“拍”出来。
由于“海丝一号”整星质量仅为百公斤级,不仅质量较轻、体积较小、成像幅宽达100公里,而且不受光线环境和阴雨天气等条件的限制,具有一定的地表穿透能力而“指哪拍哪”,其制造、发射以及运行成本较低,能够满足批量制造、批量发射和部署、宽覆盖、快速遥感信息处理的需求。
当然如果好事者非得拿光学成像卫星来抬杠,那么我国的吉林1号商业卫星敢出来叫板。
“吉林一号”是我国重要的光学遥感卫星星座,以“吉林一号”高分03A星为例,虽然它的重量仅为42公斤,但“摄像头”采用了双相机共基准高稳定性装调技术,能够实现0.75米分辨率前提下拍摄幅宽达40km的可见光照片。
下图是“吉林一号”家族拍的部分高清图片,包括中国国家体育场(鸟巢)、美国军用造船厂、法拉利主题公园、阿联酋机场、巴西里约热内卢奥运场馆、日本横滨港口等,当然还有“长赐号”。
长光卫星“吉林一号”03B03星拍摄的“长赐号”堵船现场
总结
“海丝一号”利用的是合成口径雷达(SAR),这是利用卫星的移动来虚拟一个超大口径的天线,从而实现卫星一边绕地飞行一边收集雷达波信号,然后将收集的信号联合起来通过计算机进行成像处理,以此来获得高分辨率的影像。
不过“海丝一号”这类的雷达卫星最大的优势不是去比拼分辨率的高低,而是它特殊的“透视眼”,因为雷达波几乎不受云层等的影响,能够很好的应对阴雨和沙尘暴等恶劣的天气环境,而这是光学卫星最大的障碍。
而“吉林一号”属于一种光学卫星,其分辨率可以达到0.75米,这在民用领域足够用了。“海丝一号”和“吉林一号”互相配合能够实现优势互补,尤其是雷达卫星能够测量动态数据和高度数据,可以广泛应用于农业病虫害防治、交通运输路网监控等方面的监测,足不出户就能科学地掌握相关数据。
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