太空問(wèn)答

什么是遙感？

遙感，顧名思義就是遙遠(yuǎn)的感知。心有靈犀應(yīng)該也算吧，我們睜開(kāi)眼看世界就是遙感。不過(guò)這是廣義的遙感，就是不接觸就能了解。遙感作為一項(xiàng)技術(shù)來(lái)說(shuō)就是就是用傳感器去探測(cè)物體電磁波的輻射、反射特性。

其中衛(wèi)星遙感是指將遙感器設(shè)置在衛(wèi)星上，來(lái)感知地球。遙感衛(wèi)星是真正的“千里眼”，它具有探測(cè)范圍大、獲取數(shù)據(jù)快等優(yōu)點(diǎn)，解決了“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”的難題。如今遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、海洋、氣象、水文、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、測(cè)繪、軍事、環(huán)保等領(lǐng)域。未來(lái)遙感技術(shù)將步入快速發(fā)展期，在更多領(lǐng)域改變我們的生活。

微波遙感有什么特點(diǎn)？

微波探測(cè)不受時(shí)間、空間限制，白天晚上都可以工作。因?yàn)樗蕾嚨牟皇强梢?jiàn)光，在有云的天氣一樣可以工作。微波可以穿透云層，有些波段甚至可以穿透樹(shù)林和地面的土壤，因此微波遙感具有很重要的應(yīng)用價(jià)值。

微波遙感也可以分為兩種，一種是被動(dòng)微波遙感，一種是主動(dòng)微波遙感。被動(dòng)遙感探測(cè)設(shè)備獲取的是目標(biāo)反射出來(lái)的信號(hào)，遙感探測(cè)器不用主動(dòng)的發(fā)射信號(hào)；而主動(dòng)微波遙感可以想象成一個(gè)拿著“手電筒”的遙感器，要看哪里看不清，就用“手電筒”照一照。當(dāng)然這個(gè)“手電筒”發(fā)出的不是可見(jiàn)光，而是微波。

什么是高光譜遙感？

我們看到的陽(yáng)光就是全色的，但實(shí)際上陽(yáng)光包含了不同波長(zhǎng)的光，而把這些光分出來(lái)按照波長(zhǎng)大小順序排列就得到了光譜。

那什么是光譜分辨率呢？你能看到彩虹的7種顏色，你的朋友能看到14種顏色，那么你朋友的眼睛就比你的光譜分辨率高。那么同樣的光切分成10份就是多光譜，切成100份就是高光譜了。當(dāng)然隨著技術(shù)的發(fā)展還可以切成1000份，就是超高光譜了。

為什么最厲害的商用遙感衛(wèi)星“世界觀察-4”只是控制力矩陀螺故障就整星失效了？

不久前，最為先進(jìn)的一顆商業(yè)遙感衛(wèi)星“ 數(shù)字地球” 旗下的“ 世界觀察-4”（WorldView-4）衛(wèi)星，被宣布因?yàn)榭刂屏赝勇輧x（“CMG”）出現(xiàn)故障，導(dǎo)致衛(wèi)星由于失去穩(wěn)定軸而無(wú)法收集圖像。

遙感衛(wèi)星為了拍攝清晰的圖像, 一般都會(huì)要求衛(wèi)星運(yùn)行得非常穩(wěn)定。如果大家去過(guò)拍專(zhuān)業(yè)影片的工作室，就知道要運(yùn)動(dòng)著拍照片的話需要把三角架固定后安裝到一個(gè)滑道上去，這樣才能穩(wěn)穩(wěn)地拍出好片?！笆澜缬^察-4”可以在太空拍攝分辨率高達(dá)30厘米的圖像，并實(shí)現(xiàn)3米的定位精度，需要確保衛(wèi)星平臺(tái)非常穩(wěn)定，然而由于CMG的失效，等于是攝影師無(wú)法穩(wěn)定地拿住相機(jī)，甚至都手抖到對(duì)不準(zhǔn)拍攝對(duì)象，所以導(dǎo)致衛(wèi)星完全失效。

大氣窗口是什么？

生命得以在地球上出現(xiàn)，人類(lèi)能在地球表面存活，多虧了有大氣層。大氣層吸收了像X射線，紫外線等能量很高的空間輻射，使得我們免受傷害。然而也阻擋了我們?nèi)フJ(rèn)識(shí)宇宙。

電磁波承載著宇宙的信息，電磁波波長(zhǎng)不同受到的大氣吸收就不同。能夠具備較高的透過(guò)率使得電磁波到達(dá)地面的波長(zhǎng)范圍稱(chēng)為大氣窗口。地面的望遠(yuǎn)鏡能夠探測(cè)的就是從這些大氣窗口透進(jìn)來(lái)的來(lái)自宇宙的電磁波。概括起來(lái)主要就是光學(xué)窗口和微波窗口。

什么是空間分布式系統(tǒng)？

“分布式空間系統(tǒng)（DSS）”是指2顆及2顆以上衛(wèi)星部署在同一或多個(gè)軌道上，通過(guò)相互協(xié)同來(lái)完成特定的空間任務(wù)，實(shí)現(xiàn)更有價(jià)值的空間系統(tǒng)。

目前，分布式空間系統(tǒng)還未完全形成一個(gè)受到各界普遍認(rèn)可的類(lèi)型劃分。根據(jù)分布式空間系統(tǒng)的空間分布尺度、任務(wù)目標(biāo)、系統(tǒng)內(nèi)衛(wèi)星同構(gòu)性、衛(wèi)星間的協(xié)同程度，可分為星座、空間編隊(duì)（跟隨、星簇和星群）、分散式衛(wèi)星系統(tǒng)和聯(lián)合式衛(wèi)星系統(tǒng)。

目前，利用微小衛(wèi)星構(gòu)成空間編隊(duì)和星座的應(yīng)用模式越來(lái)越廣泛。以美國(guó)為代表的國(guó)家為了應(yīng)對(duì)未來(lái)復(fù)雜的空間態(tài)勢(shì)，也在積極地推進(jìn)空間系統(tǒng)的彈性化發(fā)展。其中，一個(gè)重要的思路就是采用多顆小衛(wèi)星取代過(guò)去單一大衛(wèi)星所實(shí)現(xiàn)的功能。這樣既能降低成本，又能降低系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。隨著這些計(jì)劃的發(fā)展，多顆小衛(wèi)星之間通過(guò)協(xié)同來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)，越來(lái)越需要基于星間組網(wǎng)技術(shù)作為空間信息的基礎(chǔ)支撐。

空間組網(wǎng)技術(shù)包含些什么？

空間組網(wǎng)從字面上來(lái)理解就是在空間中組建網(wǎng)絡(luò).那么我們類(lèi)比地面的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),它首先可以組建不同空間尺度上的網(wǎng)絡(luò)。從相隔幾十米的衛(wèi)星之間組成局域網(wǎng)到覆蓋整個(gè)太陽(yáng)系的深空網(wǎng)；同時(shí)在結(jié)構(gòu)上可以建立穩(wěn)定關(guān)系的經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)，也可以建立隨時(shí)遇到隨時(shí)組網(wǎng)的自組織網(wǎng)絡(luò)等等。

根據(jù)空間拓?fù)鋭?dòng)態(tài)和任務(wù)數(shù)據(jù)類(lèi)型的不同，不同類(lèi)型的分布式空間系統(tǒng)在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下需要采用不同組網(wǎng)技術(shù)。整體上，可以將分布式空間系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)劃分為兩類(lèi)：一類(lèi)是拓?fù)潢P(guān)系與任務(wù)固定或者高度周期性變化的可預(yù)測(cè)組網(wǎng)技術(shù)；另一類(lèi)是空間拓?fù)渑c任務(wù)不固定關(guān)系呈動(dòng)態(tài)變化的不可預(yù)測(cè)組網(wǎng)技術(shù)，也可稱(chēng)為自組織組網(wǎng)技術(shù)。。