3月30日,银河航天用47天研制出来的“宏图一号”四颗卫星,搭乘长征二号丁运载火箭,从太原卫星发射中心飞抵太阳同步轨道。这次发射的四颗卫星,非常有特点,一箭多星就不必多说了,它们都是X波段干涉合成孔径雷达,而且在轨构成国际上首个车轮式卫星编队,下面我们就一点一点来聊。
首先,“宏图一号”是个星座,3月30日发射的4颗卫星仅仅只是01组,它由一个约320千克的主星和3颗约270千克的辅星组成,差不多相当于SpaceX“星链”卫星的重量。其次,它们都是X波段干涉合成孔径雷达卫星,组成了一个对地成像系统系统,4颗卫星组合起来,也就是相当于一个几百米孔径的合成孔径雷达。
这可不得了,数据精度能提高多少,懂的心里有数了吧?而且这个星组看上去既有宽幅取景,又有单点凝视,但可能还并不具有宽幅凝视的功能,估计还是要人工选择点进行监视。即便如此,也意味着以后修地铁,用隧道旋挖机时候,可能会收到通告,你街区地块逞长条状上拱,走向与街轴线成30度夹角,高度1.5MM到2MM。如果测到海面上波浪被一高2mm脊状带调制,说不定还能跟踪到路过南海的“弗吉尼亚”级核潜艇。当然,银河航天是商业航天,不管这方面的事情。
第三,它是国际上首个车轮式卫星编队,从画面就可以看到,3颗辅星以几百米的半径,围绕主星旋转,就像上演爱的魔力转圈圈一样,的确是世界首创。可是很多人就很好奇了,要让卫星一直如此围绕旋转,传统的推进剂肯定是不行的,无论有多少都很快消耗完,难道是用动量轮或者霍尔推进器?
其实,动量轮只能改变卫星姿态,不能改变卫星轨道,这和空间站是一样的道理。至于霍尔推进器,它的力量太弱,不可能如此迅速和精准地控制轨道,而且霍尔推进器也是要消耗推进剂的,只是非常少而已,如此旋转,再少的消耗量,可能也顶不住。
而视频里呈现的三颗辅星绕着主星转,看起来就像地球和太阳的关系一样,但实际上这只是一种非常具有迷惑性的宣传手段,它们是不可能依靠万有引力围绕主星旋转的,四颗卫星的质量太小,距离几百米,直接的万有引力几乎可以忽略不计。其实,这四颗星都是受地球引力,围绕地球转,只不过它们的轨道有稍微的不同,在围绕地球转一周的同时,从地球上看,就像三颗辅星围绕主星在转。
它们的轨道原理,有点类似神舟七号伴飞小卫星,当年神舟七号的伴飞小卫星,就绕着神舟七号拍了不少的照片,包括天宫二号也是如此,看起来像是绕着飞,但其实是两者的轨道微小区别造成的视觉效果。另外,我国航天部门已经透露,未来“天宫”空间站除了“巡天”光学舱之外,还会有多个伴飞舱段,会不会也有类似环绕伴飞的呢?
总而言之,“宏图一号”的车轮式卫星编队很神奇,但车轮不是要点,半径和相干控制才是要点,四颗X波段干涉合成孔径雷达卫星组合起来,就像事件望远镜一样,大大提高了对地观测和成像的精度。