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日或将实现光学地球观测卫星和光通信卫星的协作运行

导读: 近日,日本第17届宇宙开发利用部门会议上,JAXA介绍了高分辨率地球观测卫星和静止轨道上地球观测卫星实行光通信,并同地上数据中转卫星协作的构想。卫星计划2019年发射。

   近日,日本第17届宇宙开发利用部门会议上,JAXA介绍了高分辨率地球观测卫星和静止轨道上地球观测卫星实行光通信,并同地上数据中转卫星协作的构想。卫星计划2019年发射。

  在2015年度预算中,日本宇宙航空研究开发机构投入51亿日元研发“先进光学卫星”,分辨率为0.8~1m、观测范围50~70km,是高分辨率光学地球观测卫星,计划2019年由H-IIA火箭完成发射任务。另外发射于2006年,2011年终止运行的地球观测卫星“大地(ALOS)”的光学传感器,要将分辨率升级至1m。在灾害发生时,能迅速观测到范围很广的地区。根据目前日本国内发生过的灾害规模计算,其观测范围将升级至50km以上。卫星质量比2吨级更大,静止轨道上的卫星将搭载发送光数据的设备和防卫省开发的红外线传感器。该卫星的电池和太阳电池面板灯电源及其的寿命延长,使用期限将达10年,超过现有的5或7年。

  目前,海外的地球观测卫星不断实现高清晰化。100kg级分辨率达1m的卫星有美国Sky Box成像公司的“Sky Sat”,大型卫星中实现0.31m分辨率的有美国数字集团公司的“WorldView-3”等。日本正在研发的先进光学卫星的目标不是同国外卫星在分辨率上有所竞争,而是实现广域观测。两颗卫星协作实现广域观测性能和高分辨率性能的双重目标,能与观测幅度达60m的欧洲地球观测卫星「SPOT6」「SPOT7」,以及分辨率达15m、观测幅度达185km的美国“LANDSAT 8”相媲美。另外,据说运行一周的观测面积将是美国数码集团商用地球观测卫星“WorldView-2”(分辨率0.45m)的20倍。相当于6~30颗现有高分辨率卫星的观测面积之和。

  该地球观测卫星随着高精度化的发展,数据容量也比以往增大很多。同样计划2019年发射的“光数据中转卫星”承担着,使用光通信在静止轨道上接收低轨道环行卫星的数据,然后传回地面的使命和功能。该卫星同时兼备,发射于2002年目前还在运行中的通信速度为240Mbps的ka带电波数据中转卫星“回声(DRTS)”号与发射于2005年的光通信实验卫星“一闪(OICETS)”号的技术。届时将由H-IIA火箭承担发射任务,运行时间暂定10~15年。

  光数据中转卫星通过激光和电波(S带、Ka带),实现与先进光学卫星等地球低轨道环行卫星之间的通信。据说,JAXA还将在国际宇宙空间站日本实验栋“希望号”的船外实验平台上也设置一个卫星光通信实证机器。针对环行卫星和地面站电波通信时1次需要数分钟到数十分钟,光通信中的通信速度达1.8Gbps,可以确保与静止轨道卫星之间实现40分钟的通信。光数据中转卫星,把从低轨道卫星接收的数据传送给筑波站和鸠山站。此外,JAXA还与在光通信技术研发方面开展合作的信息通信研究机构的地面站之间,进行光数据中转卫星和地面光通信实证。

  光通信卫星,不仅能处理收发大容量数据,而且其通信设备和电波相比具有小型轻量的优点。另外,由于通信光束很细,还具有干扰和拦截困难的特征。日本JAXA计划同年完成先进光学卫星和光数据中转卫星的发射,以应用于灾害的实时高分辨率观测和高频率的陆域和海域观测。

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