亚洲第一重箭震撼升空！“太空神眼”深夜入轨，数万里外锁定航母_风闻
科大二助-12-17 10:04
作者 | 科罗廖夫
来源 | 科大烽火
目前我国也是亚洲最强的长征五号遥六运载火箭，在12月15日从海南文昌发射场深夜发射升空，携带了一颗很神秘的载荷——遥感四十一号卫星，已经顺利地进入预定轨道，此次发射任务获得了圆满成功。
这次发射任务是“胖五”三年来的第二次发射，也是今年我国航天事业的最后一次发射。长征五号又称“大火箭”、“胖五”，是两级半构型的大型低温液体火箭，采用煤油液氧火箭发动机，是我国迄今为止运载能力最大的火箭。长五火箭的起飞推力超过了1000吨，能够将25吨级的有效载荷送入近地轨道，或者将14吨级的有效载荷送入地球同步轨道。
此次长征五号遥六运载火箭的发射显得很神秘，没有像以前历次发射那样提前公布发射时间、载荷名称、任务目标等详细信息。正相反，这次发射的具体信息非常保密，直到发射前一天才正式宣布和发射时间和任务名称。
此次发射的长征五号遥六运载火箭的构型也非常特别，采用了一款“加长型”的新型整流罩，整流罩的直径为5.2米，高度达到了18.5米，是我国现役运载火箭大家族里尺寸最大的整流罩，也是长征五号系列火箭首次使用这种整流罩，比美国德尔塔四号重型火箭的巨型整流罩还要大。
运载火箭整流罩的大小和形状，直接决定了有效载荷的重量和尺寸。这次长征五号遥六运载火箭使用的巨型整流罩，说明要运载的卫星尺寸非常大，重量非常重，这种卫星非常特殊。
官方介绍此次发射的卫星为遥感四十一号卫星，很显然这颗卫星的尺寸和重量都非常巨大，很可能与美国的锁眼-12卫星相当。美国的“锁眼”KH-11卫星非常巨大，卫星的长度达到19.5米，直径达到了3米，总重量约18吨，其中燃料储量就高达5吨多。
遥感四十一号卫星是一种能够高轨道遥感卫星，是能够在高轨道、高空间分辨率和高时间分辨率上都有突破的卫星系统，也就是外界俗称的高轨道”凝视“卫星。
一般来说，按照轨道高度划分，人造地球卫星可分为低轨、中轨和高轨卫星三种类型。低轨卫星（LEO）又称为近地轨道，轨道高度在500~2000公里之间，主要用于对地观测、通信和导航等任务，此外空间站等太空飞行器也在低轨道运行。
中轨卫星（MEO）的轨道高度在2000~35000公里之间，这类卫星主要用于全球卫星通信和导航系统，例如GPS和北斗系统。高轨卫星（GEO）也称为静止轨道或地球同步轨道，轨道高度为35786公里。
为实现较高的空间分辨率，大多数对地遥感卫星常采用LEO轨道，也就是低轨道，例如美国的锁眼-12光学侦察卫星利用一个300×1000公里的椭圆轨道，在近地点可实现0.1米的极高分辨率。
但近地轨道的侦察卫星的信息刷新率不高，不能够进行实时的战场侦察。例如美国最先进的KH-12“锁眼”光学侦察卫星的轨道周期为90.56分钟，也就是一个半小时左右，在轨工作的KH-12卫星采用成对运行的方式，每2颗一组，分为昼夜轨道平面和晨昏轨道平面，这样多轨道平面可实现立体成像和互为补充，可以保证目标的成像质量。因此KH-12“锁眼”光学侦察卫星的实际重复周期为2天。这就意味着“锁眼”侦察卫星对某一特定地区的详查侦照只能为每2天1次。
还有，近地轨道的侦察卫星的成像幅宽不够大。卫星照片的分辨率和幅宽是一个矛盾的关系，如果成像分辨率高了，那么幅宽必然下降。脱离卫星照片的具体幅宽来单纯谈分辨率，都是耍流氓。例如KH-12“锁眼”卫星的近地点分辨率高达0.1米，但照片幅宽仅为40公里，这就意味着KH-12只能拍摄地域很小的战场目标。
近地轨道侦察卫星的弱点很多，没那么容易进行全面的侦察。必须要有几十颗上百颗各种类型的侦察卫星的综合运用才行。所以才会有不同轨道类型和轨道高度的普查和详查卫星，侦察卫星是个体系，根据功能不同有十几个型号划分，没有哪种卫星能包打天下。
正是因为传统的近地轨道光学侦察卫星存在的分辨率和幅宽的缺陷，所以中国通过两步走的方式来解决。首先是发展数量众多的卫星群和星座，通过遥感卫星的星座群和对地拍摄推扫技术，实现分辨率和侦察幅宽双优的完美结合。其次是发展高轨道遥感卫星，能够拍摄幅宽特别宽的找，例如宽幅800公里、分辨率16米、轨道高度3.6万公里的高轨道遥感卫星。位于高轨的凝视卫星与其他低轨道遥感卫星能起到相互弥补的作用。
中国曾于2015年发射了高分四号高轨道凝视遥感卫星，地面分辨率达到50米。本次发射的遥感四十一号是新一代的高轨高分卫星，估计分辨率可以达到二十米甚至十几米。据说镜头阵面也是目前国内最大的。
检索此前的新闻，中国曾在2020年研磨出了4.03米口径的碳化硅非球面反射镜，这是目前的世界之最。而美国现役的4颗分辨率0.1米的KH-12“锁眼”侦察卫星，其光学镜头的口径只有3米多。此前中国发射的神舟系列飞船搭载的大型对地相机，分辨率1米大口径光学相机，以及高分二号的亚米级分辨率的大口径相机，镜面口径也只有1米。
当然，我们中国的大口径太空镜头不一定是做侦察卫星的，有好多种用途，例如大型太空望远镜，大口径地基望远镜等等。再强调一遍，中国没有军事卫星。
高精度的大口径非球面碳化硅反射镜，是静止轨道高分辨率成像相机的核心部件，也可以说是高轨遥感卫星的“眼睛”。大口径碳化硅反射镜的镜面平整精度要控制在十几个纳米以内。这里的十几个纳米是指镜面与理想面型的偏差，相当于如果反射镜的镜面放大到整个长春市这么大面积，其高低差要在正负零点几个毫米以内。
为了能够在高轨遥感卫星上使用，中国还实现了大口径反射镜的轻量化，把反射镜重量由原来的数吨减轻到了只有现在的几百公斤，为大型空间光电系统的研制提供了可靠的技术保障。
这种高轨道凝视遥感卫星是人类迄今为止部署在地球同步轨道的分辨率最高的光学遥感卫星，可以在3.6万公里高度的同步轨道进行对地观测，能够准确地辨识海上军用舰船。从太空静止轨道看美国航母，就像是看澡盆里的塑料鸭子。
当然，中国卫星是用于和平用途的，用于用来进行国土普查、农作物估产和综合防灾减灾等领域等服务。