摘要:2022年6月17日,中国第三艘航母福建舰在上海江南造船厂下水,这艘舰长320米左右,排水量超过8万吨,是中国海军的一大步。没几天,美国一家叫Maxar的公司就放出卫星照片,拍得那叫一个清晰:舰体上的电磁弹射轨道、甲板布局、甚至舰岛的结构都一览无余。
2022年6月17日,中国第三艘航母福建舰在上海江南造船厂下水,这艘舰长320米左右,排水量超过8万吨,是中国海军的一大步。没几天,美国一家叫Maxar的公司就放出卫星照片,拍得那叫一个清晰:舰体上的电磁弹射轨道、甲板布局、甚至舰岛的结构都一览无余。
照片是彩色的,分辨率高到能看到甲板上的小物件影子。这事儿一出,国际媒体炸锅了,大家都说美国卫星牛。
Maxar这公司不是军方直属,但它有军方背景,专门做商业遥感卫星服务,客户包括五角大楼。他们的卫星叫WorldView系列,轨道高度450公里左右,用的是光学成像技术,靠太阳光反射捕捉图像。
转眼一个月后,中国也回应了。2022年7月,齐鲁一号卫星拍了美国诺福克海军基地的两艘尼米兹级航母,一艘停在码头,一艘在慢慢出港。照片出来了,黑白的,舰体轮廓看得见,但细节模糊,舷号勉强辨认,分辨率大概1米左右。
齐鲁一号是2021年4月27日从太原卫星发射中心用长征六号火箭发射的,属于中国科学院的项目,采用合成孔径雷达技术,也就是SAR。SAR是主动式遥感,自己发微波信号,接收回波来成像。所以,两边照片差别大,不是技术水平高低那么简单,而是卫星工作方式不一样。
为什么光学卫星拍得清楚,SAR却模糊呢?这得说说两种技术的优缺点。光学卫星像咱们的相机, passively 接收地面反射的可见光或红外光,天气好、阳光足的时候,分辨率能到30厘米甚至更好,照片彩色,细节丰富。
缺点也明显:下雨、云层厚、晚上就瞎了,得等好天气。而且,它只能看到表面颜色和形状,对地下或隐藏的东西没辙。Maxar的卫星就是这种,2022年拍福建舰那天上海天气晴朗,所以效果拔群。但如果赶上阴天,啥都拍不着。
SAR卫星呢,主动发微波,类似雷达,能穿透云层、雾气,甚至树叶,全天候24小时工作,不受光线影响。这点在军事上超级实用,比如俄乌冲突中,美国卫星帮乌克兰监视俄军动向,就是因为能随时扫描。
SAR还能探测地表粗糙度和湿度,比如分辨水面、森林或金属物体,对海洋监视特别好,能追踪船只尾迹。中国齐鲁一号就是SAR,能在任何天气下拍美国航母。但缺点是图像黑白,基于回波强度,不是颜色;分辨率一般在1米左右,不如光学精细。
而且,处理数据复杂,需要算法重建图像,容易有噪声。简单说,光学适合晴天高精细节,SAR适合恶劣环境广覆盖。两国互相拍航母,用了不同工具,比照片清晰度没啥意义,就跟用单反比手机,谁清晰谁先进?不一定,得看场景。
再深挖点,卫星遥感分主动和被动两大类。被动就是光学,靠自然辐射;主动包括SAR和激光雷达。SAR的原理是卫星边飞边发脉冲,利用多普勒效应合成大孔径,提高分辨率。优点:能测高度变化,比如地壳运动或建筑物变形,InSAR技术就是基于这个,精度到毫米。
中国2024年11月发射的高分十二号04星就用InSAR,帮监测灾害。缺点:能量消耗大,卫星得带大天线和电源;图像解读难,不像光学直观,得专业软件分析。光学卫星成本低,能量小,但覆盖率低,一天只能过境几次。SAR能多角度扫描,数据更丰富,但文件大,传输慢。
这事儿还牵扯到商业和军用卫星的界限。Maxar成立于1992年,前身是WorldView Imaging,2003年被收购,现在是Maxar Technologies的一部分。它不光卖照片给媒体,还给军方提供情报。他们的卫星群有高分辨率,能到15厘米,像2023年他们拍中国航母模拟靶场,细节到导弹发射架。
齐鲁一号是商业项目,但背后有中科院支持,属于山东齐鲁卫星星座的一部分,2021年发射后,主要用于资源调查、城市规划,但军用潜力大。中国商业卫星起步晚,但发展快,2024年Jilin-1星座超过100颗,能10分钟重访全球任意点。
说到这儿,得提提马斯克和SpaceX。虽说Starlink不是遥感卫星,但2022年俄乌冲突中,它提供了通信支持。美国国防部让马斯克开通服务,乌克兰军队用Starlink终端实时传情报,监视俄军。Starlink是低轨卫星网,2022年已有2000多颗,到2025年超1万颗,主要做互联网,但有星盾系统,给军方加密通信。
两国卫星较量不是孤立的。2023年后,中国加速遥感布局。2023年发射高分十二号03星,提升对地观测。2024年,北京三号C星组网,多星协同,提高频率。2024年12月,Nuwa星座规划上百颗SAR卫星,商用遥感领先。
2025年1月,长光卫星实现100Gbps激光传输,速度超Starlink。报告说,中国在多光谱和超光谱遥感研究领先,应用到农业、环境监测。2024年发射117颗遥感卫星,比2023年少,但通信卫星增多,整合定位、遥感和通信。
这事儿启示啥?卫星不是比谁拍得清,而是谁覆盖广、数据准、应用多。两国实力相当,各有侧重。中国SAR强全天候,美国光学高精。竞争推动进步,受益全球。比如灾害监测,2025年中国卫星追踪台风,帮救援。太空不是战场,但监视常态。老百姓用不着担心,卫星帮生活更安全。
来源:笙箫尽陌