風雨同舟 互惠互利—“中巴地球資源衛(wèi)星”項目親歷人談中巴合作

本刊記者 劉 佳

風雨同舟 互惠互利—“中巴地球資源衛(wèi)星”項目親歷人談中巴合作

本刊記者 劉 佳

“中巴地球資源衛(wèi)星”又叫資源－1，研制始于1988年，至今已經走過了26年的輝煌歷程，先后成功發(fā)射了“中巴地球資源衛(wèi)星”的01星、02星、02B星、04星（簡稱01星、02星、02B星、04星）共四顆衛(wèi)星。它們在軌運行穩(wěn)定，前兩顆均超期服役，獲取了大量的觀測數據，為全球各國免費提供了大量圖像數據。2014年12月7日，04星發(fā)射獲得圓滿成功，確保了中巴地球資源衛(wèi)星系統(tǒng)長期連續(xù)的穩(wěn)定運行，對促進航天領域的國際合作具有重要的意義。為此，本刊記者專程采訪了參與04星項目的三位親歷者（工程總指揮馬世俊、衛(wèi)星總指揮兼總設計師張慶君、項目辦總經理李一凡）。

1 長期合作 風雨同舟

從1988年7月6日，中巴兩國在北京簽署了《中華人民共和國和巴西聯邦共和國政府關于核準研制地球資源衛(wèi)星的議定書》開始，在兩國航天工業(yè)主管部門的領導下，中國空間技術研究院與巴西國家空間研究院等科研機構正式開展資源－1系列衛(wèi)星的研制到今天，已經過去了26個年頭，繼01星、02星、02B星之后，04星的成功發(fā)射為中巴合作豎起了新的里程碑。該星是首顆成功入軌的第二代資源－1衛(wèi)星。第一代資源－1現已擁有了廣泛的用戶，包括國土資源部、農業(yè)部、環(huán)境減災、海洋、環(huán)保等部門都在使用該系列衛(wèi)星提供的數據，為了保持數據的連續(xù)性，提高圖像的分辨率，中巴雙方決定繼續(xù)進行國際合作。

04星工程總指揮馬世俊說：資源－1開辟了我國傳輸型遙感衛(wèi)星的先例。04星立項大約是在2004年，當時計劃03星與04星間隔3年發(fā)射，03星在中國總裝，04星在巴西總裝，后來由于巴西元器件禁運導致03星發(fā)射時間延期較長。2013年12月9日，03星發(fā)射失利后，中巴雙方立即組織專家開展故障分析工作。04星的發(fā)射時間提前，中巴兩國航天人攜手同心，并肩奮戰(zhàn)在試驗現場，利用周末、假期等休息時間加班加點工作，加快研制進度，力爭使04星滿足新的發(fā)射計劃要求。為了避免環(huán)境對衛(wèi)星的影響，還調整了總裝測試地點，由原來在巴西改為中國。雖然研制時間被大幅壓減，但中巴雙方嚴格按照研制規(guī)程，毫不馬虎，保證了衛(wèi)星質量。”

項目辦總經理李一凡告訴記者，04星由中巴聯合出資研制，按出資比例雙方各負責50%的衛(wèi)星研制工作。其主要研制目的是在保持資源－1數據連續(xù)性的基礎上，提升有效載荷性能，滿足中巴兩國用戶及全球用戶的圖像數據需求。除中國和巴西地面站外，非洲和東盟國家地區(qū)也建造了04星的地面圖像接收站，通過為非洲和東盟廣大地區(qū)提供衛(wèi)星圖像數據，04星具備全球實傳的全天時成像能力。

工程總指揮馬世俊

2 提升載荷 對標國際

04星以覆蓋特性為主要設計條件進行軌道設計，可在較短時間內完成全球陸域范圍的覆蓋，通過與在軌運行的中國資源－1的02C星組網運行，可進一步縮短覆蓋周期，提升對50萬以上人口城市、經濟建設熱點地區(qū)以及中大型礦山等遙感目標的數據獲取能力。

該衛(wèi)星立項時間早，其有效載荷配置從方案設計起即緊緊瞄準國際技術發(fā)展前沿，并充分考慮我國自身的技術發(fā)展水平和應用需求，與美國陸地衛(wèi)星－7（Landsat－7）和法國斯波特－5（SPOT－5）衛(wèi)星相比毫不遜色。

0 4星采用三軸穩(wěn)定，運行在太陽同步軌道，總質量小于2 0 0 0 k g。其星體為長方體，采用單太陽電池翼，星體外形尺寸為2 0 0 0 m m×1 8 0 0 m m×2 2 5 0 m m，飛行狀態(tài)尺寸2000mm×8440mm×3215mm。衛(wèi)星電源功率2300W，采用鎘-鎳電池2×50A·h，指向精度為0.1°，測量精度為0.03°，數據傳輸速率為304Mbit/s，比02B星的數據傳輸快了1倍。星體采用分艙設計，包括有效載荷和衛(wèi)星平臺兩部分。

衛(wèi)星總指揮兼總設計師張慶君

衛(wèi)星平臺部分包括結構、電源、熱控、測控、數管、姿軌控和總體電路共7個分系統(tǒng)，其中的熱控、數管、姿軌控和總體電路分系統(tǒng)為中方負責，其余為巴方負責。其結構分系統(tǒng)由結構壁板、承力筒、星箭對接艙、大支架、太陽電池陣的基板和展開機構等組成。電源采用太陽電池加鎘鎳蓄電池方案。其姿態(tài)控制采用高精度的對地指向三軸穩(wěn)定和太陽電池陣對日定向跟蹤和軌道調整方案。其測控分系統(tǒng)由4個獨立信道組成，具有測速、測距和測角功能。其熱控分系統(tǒng)以被動式溫控為主，電加熱主動溫控為輔的方案。星上數管和測控分系統(tǒng)在地面網站的配合下，可完成衛(wèi)星的跟蹤測軌、遙控、遙測和其他管理任務。由于衛(wèi)星在地球地面站視場較小，數管分系統(tǒng)采用星上計算機來管理收發(fā)的數據，衛(wèi)星在故障時能“智能化”處理。

據04星總設計師張慶君介紹，星上配置了4臺光學遙感載荷，其中，中方負責1臺分辨率為5m/10m的全色多光譜相機（PAN）和1臺分辨率為40m/80m的紅外掃描儀，巴方負責研制1臺分辨率為20m的多光譜相機和1臺分辨率73m的寬視場相機，分別通過中方和巴方兩套數傳分系統(tǒng)將獲取的遙感圖像數據傳輸至地面。相較與之前的01星和02星，該星的分辨率提高了1倍，星上還配置了光伏氣象環(huán)境檢測系統(tǒng)（SEM）和數據采集系統(tǒng)（DCS），分別負責空間環(huán)境監(jiān)測和地面數據采集平臺信息的接收與轉發(fā)。全色多光譜相機有藍、綠、紅、近紅外和全色等5個光譜段，采用推掃式成像技術獲取地球圖像信息。它只在白天工作，并有側視功能（±32°）。紅外掃描儀有可見光、短波、紅外和熱紅外共4個譜段，采用雙向掃描技術獲取地球圖像信息，它可晝夜成像，還可對城市地下管道，房屋外的空調等熱源進行感知，從而分辨這些區(qū)域。40m的分辨率和120km的幅寬是國內民用遙感衛(wèi)星中最先進的，而且實現了全國產化。

可以說04星在技術上上了一個新的臺階，該衛(wèi)星屬于多種有效載荷聯合成像的綜合型遙感衛(wèi)星，其有效載荷覆蓋了可見光到熱紅外譜段，具備全天候的成像能力。

3 并肩攜手 互相促進

中巴合作的20多年來，兩國堅持平等互利的原則，在工程研制和項目管理的過程中，互相學習，突破了雙方原來的發(fā)展壁壘，實現了各自的超越發(fā)展。

在談到合作時馬世俊說：“中巴合作對我們的影響是長遠的。在此之前，我們都是按照自己摸索的‘土法’造衛(wèi)星，與外界聯系較少。而從20世紀80年代資源-1衛(wèi)星項目擴大了我們的視野，我們不僅看到了巴西的發(fā)展水平，而且接觸到了國際標準。巴方做事規(guī)范，按照歐洲航天局（ESA）的標準進行型號管理，其模式、流程、技術狀態(tài)控制手段對我們啟發(fā)很大，為我們的項目管理帶來了全新的認識。例如，流程控制，不同階段要完成哪些工作，評審時需要回答哪些問題等。又比如，在文件體系的管理方面，干一個型號應該出哪些文件，需要填寫哪些表格等。20年前我們自己造衛(wèi)星時，很多東西都是模糊的。接口數據單也是這種國際規(guī)范下才出現在我們的工程管理中的。這些東西都應用在了我們之后的項目中，為中國航天對標國際，將走向世界，奠定了良好的基礎。通過合作，中國空間技術研究院創(chuàng)造性地推廣使用設計建造規(guī)范規(guī)定衛(wèi)星產品設計與建造標準，推廣使用接口數據單來規(guī)范單機、分系統(tǒng)的接口，編制了相應的標準，創(chuàng)建了資源－1的工作分解結構，編制了院標和國軍標，參考了美國航空航天局和歐洲航天局的軟件標準，編制了我們自己的軟件標準。”

張慶君也說，“‘中巴地球資源衛(wèi)星’的研制，造就了一支作風嚴謹、技術過硬的航天人才隊伍。提高外語水平自是必然的，另外，巴西研制人員在系統(tǒng)工程方面雖然比我們經驗少，但他們也有自己的優(yōu)勢，其研究人員早期都是在歐洲航天局學習的，工作規(guī)范，起點較高，合作使得我們的研制和管理人員也更加規(guī)范，這在資源衛(wèi)星的項目書上就可見一斑，因為是跨國合作，各方面要求都要寫詳細，寫清楚。

當然，合作對于巴方來說也是受益匪淺。據04星項目經理李一凡介紹，自從“資源”衛(wèi)星項目合作啟動以來，巴方在基礎設施建設有了很大的進步。20多年來，巴西在總裝測試方面不斷完善。以前巴西沒有振動臺、噪聲試驗室、沒有電磁兼容性試驗室、熱試驗設施、總裝測試大廳、飛行控制中心、數據處理中心、地面測控、數據接收站等，如今這些配套設施已經健全，具備了對整星進行熱試驗、總裝、在軌管理和數據處理分發(fā)的條件，這些都是得益于該項目。

4 一個項目 兩種文化

合作伊始，不少西方發(fā)達國家都不看好中巴合作，更有一些歐美人士在多個公開場合冷嘲熱諷：“中國與巴西這兩個國家合作研制衛(wèi)星，根本干不成！”兩個發(fā)展中國家，用有限的資金力量，合作研制當時處于世界先進水平的地球資源衛(wèi)星，在他們看來只是天方夜譚。

要說合作過程中最讓人抓狂的還是中巴文化差異導致的計劃進度協調困難。馬世俊感慨道，“中國航天人講‘四特’精神，‘特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關、特別能奉獻’，為了完成計劃進度，加班加點；而快樂浪漫的巴西人注重享受生活，工作時間認真工作，下了班后是說什么都不加班的。所以有的時候，中方的工作已經完成，巴方還沒有完成，我們是希望他們能夠加個班，趕趕進度，可是人家不加班，項目只能延期。有的人可能覺得巴西人干得慢，還不加班，太散漫，但我覺得這是文化決定的，不是工作態(tài)度的問題。”

兩國的工業(yè)基礎發(fā)展水平不同也會對項目造成一定的影響，巴方在出現問題的時候可選方案少，可替換工業(yè)器件少。在進行02星合作時，中方發(fā)現二次電源有問題時，終止了發(fā)射。導致發(fā)射時間推遲了1年，但為了充分尊重雙方的合作關系，我們還是承擔了人員和運輸的費用。這是兩種機制或者體制想要融合但又不匹配導致的矛盾。

此外，還有研制經費緊張、技術瓶頸制約、巴方參與衛(wèi)星結構研制的公司倒閉、美國對元器件的禁運等諸多困難，但中巴航天人在關鍵時刻堅定地站在一起挺了過來，彰顯了雙方牢不可破的合作基礎。

項目辦總經理李一凡

5 廣泛應用 惠及全球

有人說，為什么我國有了“高分”衛(wèi)星，還要發(fā)展中分辨率的資源－1衛(wèi)星。張慶君總師說，這主要是為了滿足普查的需求。比如資源衛(wèi)星主要用于農作物的面積、長勢監(jiān)測，國土資源普查，森林資源調查，突發(fā)環(huán)境事件的實時檢測，需要滿足快速、大范圍成像的需求，這就要求衛(wèi)星具有大幅寬，重訪時間短的特點，而分辨率與幅寬的關系就好像魚和熊掌的關系，兩者不可兼得。分辨率上去了，幅寬可能就相對較窄，時間分辨率、重返周期就長，如何在合適的重返周期條件下，將幅寬和分辨率做得更精才是發(fā)展的方向。正是因為資源－1反應快，幅寬大，覆蓋面積廣，因此得到了更加廣泛的應用，人稱“百家星”。

在我國的農業(yè)、林業(yè)、水利、國土資源普查、能源、地礦、海洋、環(huán)保、測繪、城鄉(xiāng)規(guī)劃等國民經濟的各個領域，資源－1都發(fā)揮了重要的作用，國內許多單位能夠利用國產數據進行業(yè)務化運行，大大降低了成本，為國家節(jié)約大量數據采購經費。它對于國內應用系統(tǒng)的建設、圖像處理方法的發(fā)展以及遙感用戶的培育都起到了重要的作用，中國資源衛(wèi)星應用中心在全國共有2000余家用戶，長期用戶超過了500家。

作為資源－1的研制方之一，巴西也充分地利用了衛(wèi)星數據，尤其是在亞馬遜熱帶雨林的監(jiān)測和森林砍伐控制方面發(fā)揮了巨大的作用。李一凡說，在應用方面我們要向巴西學習。巴西國家空間研究院是集衛(wèi)星研制、測控、數據接收、數據處理、氣象研究于一體的機構，高度集中的機構設置使其應用發(fā)揮了更大的作用，更有利于研制部門與應用部門進行充分的了解和溝通，比如數據接收部門和應用部門會對研制部門及時提出一些有益的反饋信息，從而有利于改進方案、相互促進。

除了造福兩國人民，資源－1還惠及到了其他發(fā)展中國家，包括朝鮮、蒙古、孟加拉國、巴基斯坦、馬來西亞、越南、烏茲別克、哈薩克斯坦等周邊國家也廣泛使用了資源-1的數據。資源-1的數據在海外的落地分發(fā)工作也取得了實質性的進展，這使中國從遙感對地觀測的進口國變成了出口國。

6 繼往開來 擴大合作

2013年，在中國國務院副總理汪洋和巴西副總統(tǒng)特梅爾的見證下，中巴兩國航天局長簽署了《2013—2022年中國國家航天局與巴西航天局航天合作計劃》，為中巴未來10年航天合作指明了方向。中國國家航天局副局長胡亞楓表示，該計劃是雙方在總結過去合作成果的基礎上，為未來航天合作勾畫的一副藍圖：“關于我們兩國在航天領域的后續(xù)合作，這幾年，包括我們衛(wèi)星工作的層面，在兩國政府部門之間，大家都已經做了深入的研究和探討。”據該項目總經理李一凡介紹，巴方強烈要求繼續(xù)兩國在衛(wèi)星領域的合作，將來還要繼續(xù)發(fā)射04A星，與04星形成補充，中方會在載荷方面做進一步改進。巴西航天局局長在中國國家航天局局長許達哲訪問巴西時，表達了合作發(fā)射05、06星的意愿。2014年6月初的時候，雙方交換了關于04A星的想法。

除此以外，兩國還計劃擴大合作領域，在氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等方面爭取有所突破。巴西科技部長勞普透露說，“現在巴西航天界正在努力研發(fā)通信衛(wèi)星，這是我們業(yè)務擴展的重要方向。我覺得巴西航天局應該跟中方加強在該領域的合作。”

我們有理由相信，中巴兩國的航天人在未來的合作會取得更大的成果，也為兩國關系發(fā)展注入新的動力。