文 | 影中紀實
編輯 | 影中紀實
前言
放眼當下,俄烏戰爭無疑是整個國際社會的焦點。
就在今年2月末,中美兩國衛星各自對準烏克蘭境內戰區進行實時抓拍,沒想到發布的照片卻一度引起激烈的討論。
美方鮮亮清晰和衛星照片和我國黑白模糊的衛星照片,形成了鮮明的對比。
這不禁讓人感慨:「中國衛星技術還是不行,至少落後美國二十年。」
難道我國的衛星技術真的「技不如人」?中美兩國衛星的區別又在哪裡呢?
一、美國所用衛星
既然要將兩國的衛星技術拿出來分個高低,那咱們就先來仔細研究一下美國的衛星。
一切都要先從美國公布的這些衛星圖開始說起。
美國的衛星照片主要來自於其本土一家商業公司,這家公司的主要業務就是租賃衛星,並給買家提供衛星監測地球變化情報。
雖然我方沒有辦法獲取更多有關拍攝這些照片衛星的信息,但是從照片中依舊可以看出來一些「端倪」。
不得不說,美國衛星拍攝的照片看起來確實「高端」。
照片里的樹木、道路、基建以及軍隊都看得一清二楚,各個地點的形狀和顏色都有著明顯的區分,就像是近距離高清攝像頭拍出來的。
這正是光學衛星所能夠呈現出來的效果。
美國衛星照片
光學衛星是主流遙感衛星的一種,它的成像原理和照相機是一樣的。
萬事萬物之所以有顏色,是因為不同的自然物對於光波的吸收譜不同,吸收反射的差異造成了不同物體觀察結果的差異,也就是所謂的色彩差異。
而光學衛星就像人體的眼睛一樣,依靠光照射在地球表面物體的反射來獲取影像,這就也就是它拍的照片能夠呈現出鮮亮色彩、比較清晰的原因。
讀到這裡可能有人會問了,我國是不是沒有這種技術的光學衛星。
其實不是,我國也同樣有光學衛星。
長光衛星技術股份有限公司,是我國的第一家遙感衛星商業公司。
早在2015年,該公司已經自主研製出了高解析度遙感衛星「吉林一號」,並將其成功送入太空。
短短三年的時間內,吉林一號的布局數量已經達到10顆。
2020年9月,吉林一號衛星在運行過程中,疑似拍攝到了一架高速飛行的F22戰鬥機。
可以看到,吉林一號所拍攝的照片同樣是彩色的,也有明暗對比的區分,其中F22戰機的形狀也清晰可見。
在戰機高速飛行的情況進行抓拍,這無疑能夠看出我國光學衛星的「技術高超」。
2021年4月,日本宣稱要將福島核電站的廢水排入大海。
國際社會對於日本的舉動進行了熱烈討論,並對日本的想法提出嚴正抗議。
同一時間,吉林一號將拍攝到的福島核電站的核廢水儲存罐迅速傳回到我國。
從當時吉林一號拍攝到的照片,我們可以清楚地看見日本福島核電站廢水儲存罐的布局和位置,眾多廢水儲存罐所具有的不同顏色都呈現得非常鮮亮。
可以說,我國商用吉林一號的成像效果和美國商用光學衛星的成像效果差距不大。
那麼肯定會有讀者問,既然我國有這樣的技術,為何不用光學衛星來拍俄烏戰區?
這要提到光學衛星所具有的一個缺點。
前文說過,光學衛星和照相機的成像原理一樣,這照相機也有失效的時候。
光學衛星本身並沒有安裝合成孔徑雷達,故而只能拍攝可見光圖像、多光譜圖像以及紅外圖像。
這也就是說,光學衛星只能拍攝有光到達的地方。
就像我們拿照相機無法在雲層的遮擋下拍照一樣,但凡是在雲層厚重和多霧天氣,光學衛星的成像效果就大打折扣。
它們甚至無法在夜間工作,因此不能提供全天候的照片。
然而戰場上是註定充滿著硝煙的地方,到了真正開戰的時候,光學衛星也只能歇菜。
既然美國的光學衛星有缺點,那麼我國在拍攝俄烏戰區時採用的又是哪種衛星呢?
二、我國所用衛星
從我國公布的衛星照片可以清晰地看到,拍攝衛星叫做「海絲一號」。
「海絲一號」 是國內首顆商業SAR遙感衛星,它屬於微小衛星,重量還不到185公斤。
「SAR」是英文的縮寫,即為合成孔徑雷達,它所採用的拍攝原理與美國光學衛星不同,採用的是主動遙感成像方式,也可以說是聚束模式。
美國光學衛星成像主要靠光的反射,而我國的「海絲一號」憑藉的則是主動多次地發送電磁波脈衝。
這些電磁波脈衝在碰到地球表面物體時,會向監測站進行彈射反饋。
就像盲人摸到什麼東西會主動地縮回手,將感知告訴給大腦一樣。
監測站會收到各式各樣的電磁波脈衝回饋。
當電腦對這些信息進行仔細處理後,就能順利地形成圖像。
簡單地來說,美國的光學衛星就像人在用眼睛觀察,而我國的「海絲一號」就像盲人用手在感觸。
正是因為SAR遙感衛星成像靠的是電磁波,而電磁波沒有所謂「顏色」的概念,所以我們所看到的照片才會僅有黑白兩種顏色。
然而相比光學衛星,「SAR遙感衛星」具有顯著的優點。
電磁波脈衝並不會受到雲層煙霧的干擾,能夠在任何天氣、全天候地對觀測物體進行觀測。
也正是因為這個優點,當惡劣天氣和嚴重自然災害發生時,地面無法及時掌握信息,SAR遙感衛星的優勢自然就彰顯了出來。
現在我國「SAR遙感衛星」的技術已經相當成熟,並被廣泛用於自然環境監測與抗災搶險救援之中。
除此之外,SAR遙感衛星的觀測範圍更廣,甚至可以看到更多的細節。
衛星接收電磁波的範圍,可以劃分為L、S、C、X四種不同頻率的波段。
其中L是低頻段,意味它在這個頻段看到的範圍更廣,只要運行正常,它可以幫助人們獲取整個地球的信息。
而X是高頻段,雖然看到的範圍沒有其他段位廣,但是能夠看到最微端的細節。
此次我國「海絲一號」所用的是C波段,它正好處于波段的中間位置,監測的範圍適中,細節也較為清晰。
那麼既然「海絲一號」 SAR遙感衛星的優點如此顯著,為何呈現出來的圖像是黑白的不說,還看起來那麼模糊,就像是上世紀的老照片。
難道它除了不能彩色成像外,還有著其他致命缺點?
實際上,發布出來的圖像的呈現,並不能作為衛星技術到底如何的評判標準。
「海絲一號」拍攝的照片之所以看起來模糊,並不是因為它的技術落後,拍不了那麼仔細,而偏偏是因為它拍得太過仔細!
上文說過,SAR遙感衛星不能直接成像。
而是將接收到的電磁波脈衝傳回地面,由檢測處的電腦進行處理之後,才呈現出最終的圖像的。
它監測的範圍也很廣,同時也具有很多的細節,這就使得這種衛星的最終成像需要一定的時間。
在完成處理之後,監測站得到的將會是衛星傳回的一張巨大的成像。
但是要注意的是,衛星拍攝的照片是要通過媒體的排版與公布的。
媒體自然不會將巨大的圖像直接放在版面上,而是要對圖像進行一定的處理。
新聞媒體又不具備專業的處理能力,為了成功發布新聞,就不得不以將圖像做裁剪以及降低解析度進行處理。
這也就是說,觀眾們看到的並不是「SAR」遙感衛星所傳回的原圖,而是經過新聞媒體人士處理過的照片。
這就使得這些圖片看起來有些「模糊」,甚至有些地方因為像素的壓縮,不得不黑乎乎地積壓在一起。
此後專業人員會對圖像進一步專業的處理,在後期專門進行公布。
這些最終呈現給觀眾的圖像雖然依舊沒有色彩,但是能夠清楚地看見細節。
就比如「海絲一號」最終公布出來的湯加火山照片,火山的各種紋路都清晰可見。
三、持之以恆的較量
在詳細地分析過中美兩國的衛星之後,相信各位已然對最初的問題有了答案。
雖然我國的衛星技術起步較晚,但經過幾十年的追趕與進步之後,我們衛星技術與美國相比並不落後。
他國所擁有的技術我國也有,所以我們也不必妄自菲薄。
與此同時,我國也一直走在研製新型衛星、技術革新的堅定道路上。
就在今年4月份,我國自主研製的世界首顆二氧化碳激光探測衛星「大氣一號」,已經搭乘金牌「太空專列」升入太空。
在「大氣一號」到崗就職之前,國際上對全球碳排放的監控都採用的是光學衛星的技術,全程需要陽光的參與,非常地被動和麻煩。
而「大氣一號」採用的是主動監測技術,憑靠裝載的激光雷達進行監測。
這無疑意味著我國大氣遙感技術實現了跨越式發展,更關於世界人民的身體健康,是利國利民的壯舉。
當然我國發射衛星絕不僅僅是為了監測環境和大氣,更是為打贏將來的太空空間站做全面的準備。
據有關報道顯示,中國在過去幾年的時間裡密集發射了大量偵察衛星,僅是負責太平洋方向的衛星,就達到了驚人的260顆。
這些衛星在太空里進行全天候運行,將美國軍隊在太平洋上的一切作為盡收眼底。
我軍不出國門,便直接在天上搜集到了一手情報。
要論衛星偵查站的建立,美國在過去曾佔據一枝獨秀的地位。
美國在海灣戰爭以及科索沃戰爭中的佔據上風,離不開太空衛星精準監測的功勞。
但是隨著美國經濟形勢的無限下滑,美國在軍事技術上可投入的經費已經嚴重不足。
如今美國的實力,已經不能夠支撐該國衛星投放數量的無限增長與技術發展。
美國相關軍事人員表示,中國衛星技術的不斷發展使得美國充滿了擔憂。
然而我國軍事力量的發展,初衷在於保障人民安全以及維護世界和平。
擁有武器不一定要時刻亮劍,而在於達到一種平衡。
2022年6月17日,我國第三艘航母福建號正式下水。
這艘航母的性能相較於我國之前的航母已經有了巨大的進步,甚至無限接近於美國的福特級航母。
福建號
美國向來對我國航母的發展充滿關注,在我國航母的發展歷程中還曾對我國進行過數次阻撓。
就在福建號航母下水當日,美國網站第一時間發布了福建號航母的衛星照片。
美國衛星拍攝的照片還是依舊清晰,就連航母上的彩旗都看得一清二楚。
美國發布我國航母的衛星照片肯定不是為了幫著做宣傳,而是某種意義上的直接示威,藉此來展現自家的衛星技術。
那麼中國對此又是如何回應的呢?
美國衛星拍攝
很快,我國媒體就發布了,停泊在美國諾福克港的尼米茲級航母的圖像。
這張照片是由中國衛星「齊魯一號」拍攝的,「齊魯一號」是我國的商用雷達衛星。
美國核動力航母不僅被中國衛星拍攝得一清二楚,甚至連甲板縫都在中國發布的照片上清晰可見,可見我國的衛星技術也不是空有虛名。
中方的反應被眾多網友戲稱為「教科書般的回禮」。
這種點到為止的高妙回擊之所以能夠產生,當然首先要通過實力做基礎。
尾聲
中國從來不是盲目自信的國家,而是謙虛進取的國家。
我們並不害怕嘲諷和批評,甚至能夠大方地接受來自外界的批評。
其中客觀的批評能夠使我國進行自我審視,找出自己的不足,並成為今後努力彌補、進步的方向以及源源不斷的動力。
人無完人,這個世界上並不存在絕對的完美,但是存在不斷的向前發展。
中國在努力向前的過程中,最需要的是在於民眾集體的自信心。
現在外界有太多的聲音在詆毀我們的國家,在妄圖用輿論來發動「進攻」。
然而身為中國人的我們,要始終做一個眼明心亮的人。
為國家做力所能及的貢獻固然是重要的事情,而對國家和民族有信心同樣很有必要。
身為中國人,我們不畏懼人言,也不畏懼差距,我們要做黑暗裡的星星之火,更要做大漠之中的不懈行者。
中華民族的偉大復興是每位國人肩負的使命,國家的富強需要每位國人的努力。
望諸君勤勉踏實共奮進,熱血奮鬥築未來。