看到衛星順利入軌，SAR天線徐徐展開，凝望著屏幕上一串串“工作正常”的數據，耳畔回蕩著久久不絕的歡呼聲，航天科技集團五院陸地探測四號01星研制團隊的成員們流下了激動的淚水。十五年磨一劍，當昔日的青蔥少年眼角已布滿皺紋，他們終于實現了世界上高軌SAR衛星從“零”到“一”的突破。
用天基遙感手段撫慰“國之殤痛” “遙感衛星影像在此次抗震救災中發揮了重要作用。”“資源衛星每日至少過境一次提供災區畫面。”回憶起2008年，雪災、地震……電視新聞中的畫面成為中國人無法抹去的傷痛記憶，遙感衛星在救災中發揮的作用更加激發了五院科研人員的斗志——要讓遙感衛星更好地服務于國家防災減災工作！ SAR，全稱是合成孔徑雷達，通過向地面發射電磁波、接收地面回波來探測地面情況。SAR工作不受光照、天氣條件限制，是極端天氣條件下對地觀測的一把好手。自上世紀七八十年代起，國際上多國都先后研制發射SAR衛星，用于災害監測等領域。但是，目前國際上SAR衛星都運行于低軌，衛星過境時間短、重訪周期長、觀測范圍小，難以滿足應急、搶險和救災的時效性需求。 高軌（地球同步軌道）衛星繞地飛行周期與地球自轉周期相等，從地面上看，衛星相對固定在地面上空，可以有效彌補低軌衛星在觀測時間上的不足。同時，高軌衛星以其“站得高、看得廣”的優勢，在觀測范圍上也能對低軌衛星進行良好補充。 “高軌SAR將是防災減災的一大利器。”經過廣泛調研，五院研制人員認識到研制高軌SAR衛星的重要性。但是，由于高軌衛星位于“萬里之外”，雷達信號在太空中傳輸呈指數型衰減，同時SAR對于軌道精度要求很高，如何讓SAR在高軌順利成像已經成為“世界級難題”。 “我國航天事業就是白手起家發展壯大起來的。為了人民群眾的生命財產安全，再大的難題，我們也一定能攻克！”面對國家的需要、人民的呼喚，研制團隊決定勇闖無人區，攻克高軌SAR技術難關，為我國建立高軌防災減災觀測系統，用航天科技服務美好生活！ ▲ 衛星研制人員討論技術細節
“勇闖無人區，我們可以！” 2011年，我國出臺《國家綜合防災減災規劃（2011-2015）》，其中將加強遙感技術在防災減災領域的研究、加強防災減災空間信息基礎設施建設作為重要項目。 研制高軌SAR的構想與國家防災減災建設需求完美契合。為了更好地支持這一“世界首創”項目的研究，五院堅持航天系統思維，由陸地探測四號01星總指揮、總設計師帶隊，總體單位、載荷控制等分系統單位成員共同組成項目論證團隊，從理論可行與工程可實現兩方面入手，開始了對項目進行可行性論證。 面對“SAR在高軌上能否成像”這個世界級難題，研制團隊從成像機理開始深挖，梳理出影響成像的關鍵因素并逐一進行分析。“想想老一輩航天人是怎么過來的。沒有成熟經驗，我們就從最原始的原理入手，再逐漸嘗試，一步步探索出道路。”回憶起當時的論證場景，團隊成員坦言，雖然面對“一張白紙”有過迷茫，但是始終有一種精神力量在支撐著大家前進。 與光學衛星“咔嚓”拍張照不同，SAR衛星是依靠數據反演進行成像。據陸地探測四號01星研制人員介紹，“為了確保高軌SAR能成像，研制團隊率先對成像算法的精確性這一‘主要矛盾’開展研究，對梳理出的諸多影響成像的因素逐一分析討論，經過大量的計算和仿真試驗，為高軌SAR量身定做出一套可行算法。” 驗證成像理論可行后，研制團隊還需克服多個關鍵因素的影響。為此，研制團隊對多種SAR衛星成像方案進行仿真試驗、可行性論證，綜合多種方案的優勢，從載荷上提出創新方案，又對高軌衛星定軌精度方法進行升級換代，勾勒出世界首顆高軌SAR衛星最初的樣貌。 2015年，國防科工局、財政部聯合發文，正式批復同意陸地探測四號01星列入國家民用空間基礎設施科研星開展先期攻關。 有了前期的論證基礎，五院研制團隊針對高軌SAR成像、大功率、大天線、精密定軌、熱控、電源、姿態控制等12項關鍵技術進行集中攻關。型號研制人員介紹，“項項關鍵技術都是新難題。大家潛心研究，堅持自主創新，歷時近2年的時間，研制出型號所需產品單機，同時積極與國內外優勢單位開展合作，開展校飛試驗、動力學仿真、定標和幾何校正等，為陸地探測四號01星的研制邁出了堅實一步。” 向著“三高”前進 功夫不負有心人，歷經10年的論證攻關，2018年12月，國防科工局發文，正式批復同意陸地探測四號01星工程立項。 進入工程研制階段，背著國內在軌最大直徑的大天線，舉著又細又長的天線展開臂，如何飛上天成為了研制團隊要攻克的首要難題。為此，型號設計師巧妙地優化了衛星“房子”的布局，給大天線找到合適的家，再給天線的“胳膊”安裝關節，讓天線展開臂“環抱”著衛星“房子”，確保整星能夠順利搭乘火箭上天。 為了讓衛星從“能飛”到“能用”，就必須讓衛星擁有電源這個“心臟”。高軌SAR“大功率”的特點對其“心臟供血能力”提出了極高要求，為此，研制團隊全新打造高品質電源技術和產品，確保衛星能穩定工作。 衛星各個零部件都生產出來，組合在一起試驗時，卻再次遇到了“絆腳石”——大功率單機產品發生微放電。面對全新的產品，沒有經驗可供參考，研制團隊對可能導致微放電的原因逐一分析，精準定位至“材料放氣干擾”。又通過更換使用材料、調整內部結構，經過近百次的調試，優化出微放電可能性最低的方案。 “研制過程中，我們也在不斷優化管理機制。” 陸地探測四號01星研制人員介紹，“大家團結一心，本著‘零缺陷、零疑點、零故障’的理念，瞄準‘高質量、高效率、高效益’的目標，SAR載荷、結構、熱控、控推、電源、測控等分系統都擰成一股勁，向著確保衛星按期保質研制完成、早日為國民經濟建設貢獻力量沖鋒。”
