韩国是如何主导研发出静止轨道卫星“千里眼2号”的?

    韩半岛上空(东京128°2)有一只“能看千里(约393公里)”的眼睛(千里眼),那就是千里眼1号静止轨道卫星。这颗卫星在3.6万千米高空24小时注视着韩国。不同于其他卫星,静止轨道卫星按照地球自转的速度围绕地球旋转,因此卫星与地面一直保持着固定的相对位置。

    从2010年开始投入使用的千里眼1号将在今年结束寿命。韩国政府正在打造两个千里眼2号卫星用来取代它的作用。本报5月16日造访了正在将用来观测气象情况的搭载体组装到卫星主体(千里眼2A号)上的韩国航空宇宙研究院(简称“航宇研”)卫星实验楼第10测试大厅。

    即将于明年飞向太空的这颗卫星的主要任务是观测气象。气象预报可对经济产生巨大影响。英国MetroOffice的数据显示,气象预报的准确度对美国国内总产值(GDP)的影响力约为0.025%,其中气象卫星的数据对气象预报准确度的影响力高达40%。简单将这一数据代入韩国GDP(578万亿韩元,2016年)可以算出,气象卫星对韩国经济的价值高达15.78万亿韩元。

   

    图为韩国航空宇宙研究院的工程师们正在千里眼2A卫星主体上安装精密电子仪器。[金成太记者]

    测试大厅的气象搭载体包围着一层灰色被子一样的东西,这是为保护搭载体不受太阳能影响出现损坏而附着的高真空多层绝热(multi-layerinsulation)结构。该结构一旦出现轻微破裂,不慎进入灰尘,就必须重新制作。当天工作人员对组装室内部进行了彻底的灰尘清理,组装室内部每30平方厘米空间里只有35-74个直径低于0.5微米的灰尘颗粒物。本报记者也必须穿着防尘服并戴上防尘帽通过风淋室之后,才能进入内部。

    该搭载体的特别之处在于,其内部安装了划时代的高性能摄像机。航宇研静止轨道综合卫星系统小组的责任研究员梁谨浩(音)介绍称“摄像机分辨率大约是千里眼1号的四倍,观测周期也缩短了3倍(30分钟→10分钟)”。该卫星对韩半岛周围进行观测的时间可以从8分钟缩短到2.5分钟,观测波段(channel)可以从5个增加到16个。也就是说,该卫星可以在地表和太空之间的空间中拍摄16个切面的影像,可以更精确地观察气候变化情况。

    该卫星启用后,气象错报的情况会可以大幅减少吗?目前已经有三台与千里眼2号搭载体一样的“第三代搭载体”被送往太空,其中两台还在进行试验飞行,另外一台刚刚开始接受影像资料,现在并无相关精确度统计数据。因此,我们无法知道该卫星可以在多大程度上减少气象错报问题。但千里眼1号的预报精确度提高了1个百分点。

   

    卫星主体带着气象搭载体在太空拍摄韩半岛影像的虚拟效果图。[照片航宇研]

    韩国气象厅虽在当日宣布“韩国是全球第三个开发出搭载体的国家”,但事实上,搭载体中并没有任何韩国自主的技术成分,使用的是美国卫星搭载体专业制造商哈里斯公司在印第安纳州组装的成品,韩国政府只是出资850亿韩元购买了这一设备。

    不过,将这一搭载体安装到“头部”带它飞往太空的卫星主体由韩国主导开发,搭载体和卫星主体的组装工作也由航宇研利用韩国自主技术完成。千里眼2号是韩国主导开发的第一个静止轨道卫星,千里眼1号由外国主导开发。

    航宇研综合卫星系统小组组长崔载东(音)表示“单单把心脏、四肢和眼睛组装到一起,并不能制造出一个生命,各种零部件也是一样,若想把它们有机组合成为一个卫星,组装工作最为重要”,“因此说卫星组装是‘卫星研发之花’”。

    搭载到卫星主体的精密电子设备都是通过100%手工组装完成。当天记者也看到航宇研的工程师们不惜脱下鞋子趴在桌子上一一安装设备的电线和晶体管等零件。

    航宇研还将负责进行静止轨道卫星的地面测试。卫星一旦升到太空,将无法进行修理,因此需要在发射之前在地面营造与太空一样的虚拟环境,对卫星性能进行测试。航宇研已经搭建起与太空环境几乎一样的震动、电磁波、热真空等测试设施。

    卫星本体的核心技术和大部分零部件都利用韩国自主技术独立开发而成。保护卫星不受高温太阳热能损坏的隔热材料与管材由斗山重工生产,负责传输搭载体所拍摄影像资料的连接设备由韩国SatrecInitiative公司生产,用来操控卫星系统的软件则由航宇研自主开发。

    航宇研静止轨道综合卫星事业团团长李尚率(音)说“千里眼2号的卫星结构、卫星计算机等主体设备的89%都将实现韩国自主设计、制作和运营(技术自立)”。

    执行气象观测任务的千里眼2A卫星将于明年下半年利用南美圭亚那发射场发射到太空。

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