意義堪比殲-20：新一代國產鎖眼衛星抹平代差，太空歷史另起一行

2023年12月15日21時41分，CZ-5 Y6 運載火箭搭載著遙感四十一號衛星在文昌航天發射場點火起飛，發射任務取得圓滿成功，至此，CZ-5系列火箭拿下了“八連勝”戰績，新一代金牌火箭實至名歸。

正所謂好馬配好鞍，時隔三年再度王者歸來的胖五火箭又有了新變化，整流罩長度由原來的12.3米加長至18.5米，全箭高度也隨之由原來的56.97米，增長至約63米，從而成為我國當前高度最高的火箭，昔日的胖五如今看來身材更加勻稱，顏值又上了一個大臺階。

火箭運力有多大，航天舞臺就有多大，然而光有運力也是不行的，因為有的航天器是重量敏感型，有的航天器是尺寸敏感型，即便運力滿足，若沒有合適的整流罩也不行。比如中國空間站的三大艙段中的問天實驗艙與夢天實驗艙，每艙長度均達到了17.9米，所以CZ-5B火箭搭配了我國迄今為止尺寸規格最大的20.5米長整流罩。

CZ-5B 火箭20.5米長整流罩分離試驗

話說我們已經有了CZ-5B火箭的大整流罩，為什么要單獨給CZ-5火箭再研發一款尺寸略小的18.5米長整流罩？因為CZ-5B是一級半火箭，火箭沒有二子級，總高其實不高，但對于CZ-5這款二級半火箭就不同了，如果繼承20.5米大整流罩，全箭長徑比變化太大，整流罩改動涉及氣動外形更改，全箭總體設計、氣動、彈道等各項參數都要更改，要在約束條件內進行設計。

再來看此次發射的載荷，“遙感四十一號”序列號與我們另一款國之重器剛好同名，這的確是一個巧合，因為在此之前遙感四十號也已經存在。

雖是巧合，然遙感四十一號也的的確確配得上這個巧合，因為它也是一款國之重器。

先拋出一個結論，可以說，遙感四十一號衛星的意義堪比航空領域的殲-20，因為它的出現，使得我們抹平了與大洋彼岸在這一領域的技術代差。

再來看官方通稿關于遙感四十一號衛星的介紹：該星是高軌光學遙感衛星，主要用于國土普查、農作物估產、環境治理、氣象預警預報和綜合防災減災等領域，可為國民經濟建設提供信息服務。

當然了，我們都知道，我國大部分遙感衛星都是農業用途衛星，這不是什么秘密，官方通稿中最有價值的是“高軌光學遙感衛星”這八個字，這意味著我們首次擁有了高軌重型光學遙感衛星，而在此之前，這都是美國人所專有的，所以說，此次發射意義非凡，用一句話來形容就是：從現在開始，太空歷史另起一行。

CZ-5系列大火箭是專為載人航天、深空探測等太空探測任務服務，此次發射可將大運力變現為觸手可及的“太空實力”，這是發展征程中量的積累觸發的質變。試想一下，如果我們沒有CZ-5系列大火箭，那么我們的遙感衛星將長期徘徊在中小衛星行列。

近年來，我國遙感衛星事業的發展加速度可以說是全球第一，這個結論并不是沒有根據的，國家航天局常年更新記錄全球在軌運行主要陸地衛星的分國統計數據，從近三年的數據來看，我國可謂是一騎絕塵，三年前，美國可見光遙感衛星數量與我們的數量差距并不大，然而僅僅三年后，我們的數量就達到了美國的兩倍，發展速度不可謂不快。

雖然我們增長迅猛，但還要認清差距，我們有數量上的提升，然而美國在很長一段時間內依舊擁有技術優勢。

他們使用與CZ-5 火箭同運力級別的德爾塔4火箭近年來對鎖眼系列衛星進行了大規模的更新換代，這些衛星都有一個共同的特點，都是大尺寸重型衛星，具有較強的軌道機動能力。

德爾塔4火箭發射NROL-91旗艦級光學偵察衛星

我們當然也不會坐以待斃，相較于他們的重型衛星，我們更多的是中小型遙感衛星，后者軌道機動能力較弱，因為燃料儲備少，不過，我們也有自己的玩法，那就是通過大規模衛星組網來彌補軌道機動能力欠缺的劣勢，這樣一正一負，算是勢均力敵了，不過這一平衡已經被遙感四十一號打破。

哈勃空間望遠鏡與韋伯空間望遠鏡各自代表著人類不同時代的空間望遠鏡水平，但是千萬不要認為它倆就是同一時期最先進的太空光學系統，不論是哈勃，還是韋伯，其實都是美國軍用光學遙感衛星的“邊角料”。

哈勃空間望遠鏡

韋伯空間望遠鏡主鏡

空間望遠鏡“軍轉民”對于我國而言也不例外，眾所周知，我國正在研制巡天光學望遠鏡，配置有2米級口徑鏡片，在保持哈勃望遠鏡分辨率的同時，視場大300倍，發射重量16噸，即便如此，這也并不是我國最先進的空間光學系統。

巡天空間望遠鏡光學設施段初樣產品

比如多年前，長光所就制備成功了4米級碳化硅反射鏡，這是世界最大單口徑鏡片，加工制造難度極其復雜，在此之前，只有美國、法國、德國三家擁有大口徑鏡片設計制造技術，我國歷經十余年攻關，終于攻克了從鏡胚制造、加工檢測、鍍膜的全套加工技術，所有加工設施均立足國產。

早前報道的4米級碳化硅反射鏡是用于陸基空間光學設施，但其生產加工制備技術同樣可以用于空間光學設施。

4米級碳化硅反射鏡

4米級碳化硅反射鏡加工制造

軍用光學設施往往領先于民用光學科學設施，這是因為后者并不是剛需，沒有強力的財政支持，前者就不同了，因為，兵者，國之大事，死生之地，不可不察也。

我國空間光學衛星的發展其實長期以來主要受制于運載火箭的運力，即便如此，近些年，我們在有限的運力條件下，也做到了足夠優秀。

以高軌衛星為例，最具代表性的就是“高分四號”與“高分十三號”，這兩顆衛星都是部署在距離地球約3.6萬公里的地球靜止軌道上，通常情況光學遙感衛星都是部署在距離地球數百公里的太陽同步軌道，因為站得近才能看得清，但是看到的范圍卻是有限的，所以才要站得高才能看得遠，但是距離遠了，就很難看清，分辨率就會下降。

高分四號效果圖

近地軌道遙感衛星的一個劣勢就是時間分辨率低，想要對多個不同地點目標進行高分辨率成像觀測，就需要更長的時間周期重訪觀測，想要看得更廣，又能看得更清，一般是通過多顆衛星組網觀測實現。

近地軌道衛星還有一個缺陷就是戰時容易被打擊摧毀，因此未來天基對地觀測的一個趨勢是往更高的軌道部署，這樣一來即便對手有摧毀的手段，也要付出更大的代價，同時我們還可以有更多的預警時間，以進行機動規避。

高分四號與高分十三號的先進之處就在于既能站得高又能看得遠，還能看得清，比如高分四號雖然部署在3.6萬公里的地球靜止軌道，但一張圖像即可覆蓋16萬平方公里，一顆衛星的觀測范圍就能觸達近三分之一個地球。

高分四號的核心載荷是一臺面陣凝視成像相機，在實現廣域觀測的同時，分辨率達到了50米，面陣凝視成像不同于一般意義的推掃成像，前者可以記錄成像范圍內的所有現象，具有極高的時間分辨率，而且由于是地球靜止軌道，衛星與地球之間沒有相對運動，也無需機械掃描機構。

可以看到，高分四號的50米分辨率相較于近地軌道遙感衛星的分米級高分成像能力還有相當大的差距，但這也已經是那一時期人類部署地球靜止軌道光學遙感衛星的最高水平，凡事不怕難，只要有了開局，后面只要堅持做下去就必定會有所成。

50米級分辨率圖像看里根號航母

15米級分辨率圖像看里根號航母

比如時隔4年發射的高分十三號，就實現了15米級地球靜止軌道高分光學遙感成像能力，這一成像水平，已經可以發現并分辨航空母艦目標。

但是15米級高分成像圖像在進行目標自動識別時，虛警率較高，此時可由近地軌道遙感衛星，或其它偵察平臺前去詳查查證。

高分十三號

15米分辨率遠非我們的最終目標，早在7年前我們就發布了《“地球觀測與導航”重點專項2016年度項目申報指南》，文件指出要在5年時間里實現“靜止軌道對地全色成像分辨率不低于2.5米的光學相機系統關鍵技術攻關”。

如今5年早已過去，此項技術是否與遙感四十一號有關，我們不得而知，但可以肯定的是，動用CZ-5大火箭發射的載荷必定是旗艦級高價值載荷，我們的農業估產水平勢必將再上一個大大的臺階。

正如標題所說，遙感四十一號的意義堪比殲-20，但這并不意味著我們在光學成像領域已經達到世界領先水平。昔日殲-20問世時，也主要是以隱身為主要設計目標，旨在獲得一款能夠與強敵對抗的戰斗機，遙感四十一號與問世初期的殲-20一樣，所實現的目標是能夠與強敵處在同一競技舞臺上，目前美國已經擁有十米級分塊鏡在軌展開型旗艦級光學遙感衛星，對此我們的能力仍然是有欠缺的。

德爾塔4火箭5米直徑整流罩下10米級直徑分塊鏡裝載效果圖

不過，我們目前也已經具備了發展同類型裝備的能力，首先火箭運力與整流罩條件都已經滿足，再就是長光所目前也正在研發分塊鏡在軌組裝技術，以此種技術發展的超大型光學遙感衛星有望比肩甚至超越美國的10米級分塊鏡在軌展開型光學遙感衛星。

我國正在研發的大型在軌組裝望遠鏡

到那時，我們在光學成像領域，是要規模有規模，要質量有質量，隨便分出一些邊角料，也可以幫助民用科學觀測領域實現更大地躍升。到那時，人們談論的就不再是哈勃、韋伯怎么怎么樣。