原标题：中国首次发射携带离轨帆卫星，验证不产生太空垃圾技术
9月12日11点26分，长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，成功实施一箭三星发射，将5米光学卫星（资源一号02D星）和京师一号卫星、金牛座纳星送入太阳同步轨道。
长征四号乙火箭直冲云霄
5米光学卫星（资源一号02D星）由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制，属于空基规划的中等分辨率遥感业务卫星。卫星工作在太阳同步轨道上，回归周期为55天，设计寿命5年。卫星配置可见近红外相机和高光谱相机，发射重量1840千克，采用三轴稳定对地定向的控制模式。
5米光学卫星（资源一号02D星）是资源一号02C星的接续星，主推光谱分辨率，定位于中等分辨率、大幅宽观测和定量化遥感任务，可提供丰富的地物光谱信息。卫星上的有效载荷重点针对短波红外谱段进行了谱段细分，光谱遥感特性突出，可实现地物的精细化光谱信息调查，满足新时期自然资源监测与调查需求。
值得一提的是，作为搭载星入轨的金牛座纳星由八院805所研制，主要任务是验证卫星离轨帆装置，该装置随金牛座纳星一同入轨，在卫星寿命结束后启动，展开大面积薄膜帆面，同时利用低轨稀薄的大气阻力，大幅加速卫星轨道衰减，助力清除太空垃圾。
再送“天眼”入苍穹
1999年10月，我国资源卫星系列首星——资源一号01星在太原卫星发射中心升空。今年9月，5米光学卫星（资源一号02D星）也在太原卫星发射中心成功发射。从第一星到最新一颗星，整整相隔20年，卫星的技术水平也有了大幅提升。
一、有双闪亮大眼睛
5米光学卫星是资源一号02C星的接续星，目标是满足新时期自然资源监测需求。资源一号02C星于2011年12月发射升空，设计寿命3年，如今已经到了“换岗”的时候。
5米光学卫星由航天科技集团五院抓总研制，整星由11个分系统组成，其中两个关键载荷是可见近红外相机和高光谱相机，分别由五院508所和中科院上海技物所承担研制。
可见近红外相机采用多谱合一探测器，实现了9谱段成像，分辨率优于5米，幅宽115千米。高光谱相机采用光栅分光方式，实现了可见到短波红外波段的166个光谱成像，分辨率为30米，幅宽60千米。两大相机的加持，无疑提升了卫星的观测水平。
在设计师眼中，这两台相机就是卫星的一双闪亮的大眼睛，它们从天上俯瞰辽阔大地，洞若观火。在试验队里，队员们对这双眼睛关怀备至，悉心呵护。
二、一眼看尽京城主城区
508所研制的可见近红外相机作为该卫星的主载荷，将在未来的5年里执行“天眼”使命，在国土资源监测与调查、地矿勘探、地质环境监测预警以及大范围自然灾害监测方面发挥重要作用。
“相机为一步正样产品，是508所研制的首个双通道9谱段成像可见光相机，也是508所首个采用国产多光谱探测器的载荷。”相机技术负责人于生全介绍。
双通道多谱段焦面能够获取更多的地面景物元素，一台相机便可获取以往两台相机才能获取的景物信息，提高了单台相机的利用率，节省了载荷成本。
508所研制的可见近红外相机，结合资源一号02C卫星的在轨飞行经验，在设计上充分考虑了用户对相机图像幅宽、光谱、几何精度、辐射方面的业务化需求，性能指标大幅提升。
三、自然资源调查的新工具
在功能方面，依据《国家民用空间基础设施中长期发展规划》和《陆海观测卫星业务发展规划》，这颗卫星属于“为满足自然资源调查监测的紧迫需求、开展陆地资源调査监测业务卫星建设”的重要内容。
总体主任设计师张宏宇介绍，5米光学卫星定位于中等分辨率宽幅光学卫星，可提供丰富的地物光谱信息，可单轨覆盖大中型城市，满足城市高精度监测业务的新需求。
围绕载荷配置变化，整星在资源一号02C星基础上，采取了一系列技术改进措施。
例如，整星采用高精度星敏和载荷星敏一体化设计，提升了控制精度；采用了新一代电源控制器、锂离子蓄电池和高能效太阳翼，提升了供电能力；采取双频GPS和整星秒脉冲高精度时统，提升了定位和定轨精度；采用了第三代高速数据传输产品和两套点波束天线，提升了数据下行能力。
5米光学卫星增加了海岸蓝波段、黄波段、红边波段和近红外波段，在水体监测、地表类型识别、植被参数计算、作物养分含量、植被病害和环境监测等方面表现优异。
卫星光谱获取能力突出，高光谱载荷可实现166个谱段的数据同时获取和下传，可应用于地矿勘探、土地监管过程中地物信息定量化提取和识别，满足自然资源遥感对山、水、林、田、湖、草等综合要素监测及更多应用领域需求。
首个卫星离轨帆将验证太空垃圾清理技术
9月12日，在太原卫星发射中心，长征四号乙火箭成功实施了一箭三星发射，其中一颗搭载星为“金牛座纳星”，该星主载荷是卫星离轨帆装置，旨在验证薄膜帆高效收拢和在轨展开技术，并实测离轨效果。
卫星由航天科技集团八院805所所属上海埃依斯航天科技有限公司研制，离轨帆装置由集团公司空间结构与机构技术实验室（依托805所）研制，是我国首个标配式卫星离轨帆装置。
一、小身躯大效用，大大加速废弃航天器离轨
本次采用的2.5平方米的薄膜帆收拢成一个高尔夫球大小的模块，布置在小卫星发射筒内空隙部位。从外形看来，这个装置并不起眼，但这正是它的亮点之一。
805所设计师介绍，该装置采用了先进的微米级薄膜折叠收拢技术，展收比达到了国际一流水平，不占用小卫星的自身包络，可加装至各类成熟的小卫星平台，实现了真正的标配化设计理念。
离轨帆的主要功能是避免废弃航天器成为太空垃圾。据统计，目前地球轨道上因人类航天活动产生的空间碎片总数量达上亿个，总质量高达数千吨，对航天器的安全构成威胁。
国际上开展了多种旨在减缓空间碎片的研究，包括薄膜帆、电动力绳索、激光和太阳能等空间碎片清除技术。设计师介绍，在各类技术中，薄膜离轨帆技术成本低、成熟度高，并且可以在不同轨道和规格的各类航天器中适用，最有希望产业化应用。
设计师介绍，离轨帆装置随卫星一同入轨，在卫星寿命结束后启动帆面解锁指令，展开大面积薄膜帆面，利用增大的气动阻力，对卫星进行减速降轨，加速卫星轨道衰减，从而进入稠密大气层烧毁，达到太空垃圾清除目的。
二、低成本高水准，脱胎于深空探测太阳帆技术
薄膜帆作为一种轻质大面积薄膜结构，在相同的离轨效率下，其成本优势明显。相比于配置推力器等主动离轨装置，薄膜帆以不到航天器研制成本5%的代价，提供了有效的离轨手段。
设计师介绍，目前星座计划层出不穷，未来在近地轨道会发射越来越多的小卫星，25平方米的薄膜帆可以满足绝大部分低轨小卫星的快速离轨需求。并且，对于一些轨道更低、质量更小的卫星，该装置可以进一步小型化以降低成本。此外，设计团队正在针对不同轨道高度、不同质量卫星的离轨需求，开发标准型的系列化产品，成本有望进一步降低。
在开展此次验证试验之前，805所已做了十余年的相关技术储备。“十二五”期间，该所承担了国家民用航天预研项目“深空探测太阳帆技术”研究项目，提出了太阳极区探测的太阳帆方案，并突破了高性能复合材料支撑杆、柔性大变形结构动力学分析和大挠性结构展收控制等关键技术。在此基础上，针对市场上逐渐增多的小卫星和微纳卫星，并基于空间碎片减缓需求，该团队研制了标配式离轨薄膜帆产品。
来源：国资小新
责任编辑：张玉
