酒泉卫星发射中心成功发射吉林一号宽幅02A星,系“吉林一号”系列光学遥感卫星的最新产品。按照官方给的数据,其最大的特点就是在进一步提高机载遥感设备分辨率的同时降低了整星重量,从此前的01星1200公斤级降至230公斤级,几乎降低了一个数量级。
【吉林一号宽幅02A星发射现场】
而这个细节不仅在技术层面上展现了中国在航天、卫星等领域中的世界一流技术水平。对于那些有可能在未来与中国爆发军事冲突的国家而言,这也代表着它们将越来越难以在战时压制、遏止中国遥感卫星的活动。
之所以这么说,主要是因为从此次发射的02A星的整星重量来看,中国很可能正在积极发展低生产成本、低使用寿命的高性价比小型遥感卫星。
许多人可能不知道,在卫星发射任务中,火箭自身的载荷额度也是一大重要资源。毕竟火箭就这么大、载荷就这么多,发射窗口一年下来也就那么几十个。正是在这一系列外部因素的作用下,火箭载荷也就成为十分重要,甚至可以说是相当“稀缺”的资源。
这不光导致了大型卫星的发射成本居高不下,每发射一颗卫星都需要对等消耗一枚火箭。当卫星在发射过程中出现问题后,地面指挥站也难以像执行一箭多星发射任务那样,通过放弃一些故障载荷来确保其他载荷顺利入轨,让发射任务实现“部分成功”。
【一箭多星运作原理示意图】
更何况,这类大型卫星除了生产成本昂贵以外,生产工时还普遍较长。一旦在轨期间出现难以修复的故障,地面很难在没有事前准备的情况下及时生产出接任的卫星。进一步拉高了整个卫星全寿命使用成本。
这个问题在和平时期或许还算不上是“问题”。但在中美两国之间的战略博弈愈发激烈,并且随时有可能在未来某个时间节点上演变为军事冲突乃至局部战争的当下。这将严重影响中国遥感卫星星座的抗打击能力与战场生存性。从这个角度来理解的话,那就是中国刚送上天的这些卫星,无疑都是准备打大仗用的。
尤其是考虑到美国正在联合国上积极推动“禁止反卫星导弹试验”,试图通过用限制中国发展反卫星能力的方式,维持自己在反卫星领域上的优势地位,进而为未来在战时破坏中国空天侦察体系一事做准备。
【F-15战斗机发射ASM-135A反卫星导弹】
面对这样的战略环境,中国显然需要找到应对手段,避免因美军破坏中国的空天侦察体系,而导致我们建设多年的区域拒止反介入体系出现漏洞,让西太平洋美军得以趁虚而入。而使用大量小型高性能卫星替代现有的大型卫星,这不失为一种合适的解决方法。
以此次发射的吉林一号宽幅02A星为例。正如前面提到的那样,02A星在重量上比01星小了一个数量级,仅为后者的五分之一。这就意味着在未来的发射任务中,中国可以用一次只能发射一颗01星的运载火箭,一次性发射5颗02A星。即便其中一两颗卫星出现故障无法正常入轨,其发射效率也将达到01星的3-4倍。全寿命使用成本则对等分摊。
【吉林一号02A星出征仪式照片】
此外,更小的尺寸也代表着更低的生产工时。虽然中国尚未公开相关数据,但哪怕02A星的生产工时只能较01星缩短一半,也是一个飞跃式的进步。足以在未来的应急卫星发射任务中发挥出重要价值。
值得一提的是,较低的整星重量也能够让卫星自身兼容更多的发射载具。例如快舟1号甲运载火箭的近地轨道运载能力就在300公斤左右,根本不足以承担1200公斤级的吉林一号01星的发射。必须要动用运载能力达到1500公斤的快舟11号才行。但如果是发射230公斤级的02A星的话,快舟1号甲也就能够发挥出应有的作用。
【快舟1号甲运载火箭】
这时就有人会问了,经历过这么高强度的减重,02A星的性能还有保证吗?答案当然是肯定的。
要知道近地轨道并非完全真空,而是存在微量的空气与其他物质。这些物质会对飞行的卫星产能微小的阻力,降低其速度,辅以重力的影响,卫星的轨道会不断降低,直到向地球坠落。由于这一坠落时间往往要短于卫星自身的使用寿命。所以各国都会在卫星上增加变轨设备,用于改变轨道、抵抗阻力,提升卫星的在轨寿命。
反过来说,如果卫星不怎么考虑在轨寿命的话,那么设计人员完全可以缩减这方面的配置,使其只需要满足发射后入轨的需求。这将极大地降低卫星的整星重量,且不会影响卫星自身的性能。不然02A星也不会在重量较01星大幅减少的情况下,依旧实现和01星一样的150km幅宽、0.5m分辨率的成像效果了。
【发射中的吉林一号01星】
当然,这么做也不是没有代价,那就是卫星的全寿命使用周期将较传统大型卫星有明显缩短,整个卫星将成为彻头彻尾的中短期消耗品。
不过,考虑到这种级别消耗对于中国的工业规模来说并不算不能接受,而这类小型卫星又在可见的未来拥有较为明显的军事优势。所以纵使小型卫星的使用寿命不及大型卫星,但在综合了性价比后,这也是我们目前的最优选择。
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