根據統計,2016年,我國衛星發射數量位居世界第一,2017年也位列前三。其中,“風云”“海洋”“資源”“遙感”“天繪”等對地遙感衛星家族百花齊放。
但若從公眾認知和感受的角度來說,卻發現一個現象:各系列衛星發射消息多,相較之下衛星落地應用的消息則明顯較少。這背后的原因,可能是當前我國對地遙感衛星未能真正“飛入尋常百姓家”。
作為我國民用對地觀測衛星中起步最早、發展最快,也最國際化的“風云”系列氣象衛星,經過幾十年的發展,衛星工程技術和資料的質量已達到國際水準,但是在衛星資料的應用上還明顯落后于發達國家。而近年來我國快速發展的其他民用衛星系列,在資料應用上發揮的效益就更有限了。
從科學上來看,一顆遙感衛星發揮的效益,真的能“值回本”嗎?就拿當前公眾最熟悉的氣象衛星來看:首先,它能夠通過監測臺風、暴雨、沙塵暴等災害性天氣,發出預警,減少經濟損失和人員傷亡。同時,它更有激發經濟活力方面的無限潛力,比如當遠洋輪在海上遭遇大霧,選擇原地等待還是繞霧前行?——遙感衛星海霧監測數據就可以提供成本最低的方案。印尼、日本等國火山噴發,許多航班被迫取消——遙感衛星可使用火山灰監測數據為飛機“定制”空中穿行線路。這都可以證明,值回成本,非不能也。
那么,如何才能讓這些最美“星座”,交出一份“用最小成本做最大事情”的滿意答卷呢?
先論單顆衛星:當前,不少遙感衛星發射到太空,卻因為數據應用挖掘技術尚未開發好,而要等待一段較長的“空窗期”;待組織力量進行技術攻關后,又發現產品質量還有所欠缺。幾番糾結,衛星在天上十分有限的工齡已耗去許多。
美國曾于2014年發射了世界第二顆二氧化碳監測衛星OCO-2,并于發射后短短幾個月就交出首張全球大氣二氧化碳分布圖,如今在天上穩定運行近4年,全球科學家使用其數據產生了很多應用成果。其實,早在衛星發射十多年前,這顆衛星的用戶就通過復雜的科學運算,研究確定了要實現應用目標需要什么樣的數據,并以此倒推衛星、載荷的科學設計指標,并同步進行數據應用處理技術開發。功夫花在前,才有了后面衛星的高效應用。
他山之石,可以攻玉。如果不想再讓衛星有“時不我與的哀愁”,就需要轉變當前衛星投資重工程建設、輕資料應用的觀念,加強對衛星需求的科學論證和衛星資料的應用預研;同時,建立科學合理的衛星效益評估體系,確保發揮衛星高投入產出比的優勢,讓衛星在有限生命中發出最亮的光芒。
同時,也要防止不同系列遙感衛星各自為戰、追求大而全。如果從單顆衛星來看,華麗的配置確實顯得“高大上”;但若把各系列衛星看成一個“團隊”,從整體效果來看,則不盡然。
我們以目標導向重新審視一下這個問題。以二氧化碳監測為例,要監測大氣二氧化碳的濃度,除了需要一臺監測二氧化碳的載荷,還需要有云和氣溶膠的監測數據作為輔助數據。那么,以二氧化碳為監測目標的衛星,是否都需要配置齊全才最好呢?實際上,由于氣象衛星上已經有足夠強大的云和氣溶膠監測的載荷,只要在設計二氧化碳監測衛星軌道時與已有氣象衛星科學接軌,形成監測星座,就可以共享數據,也降低了巨大的重復投資。
因此,最高效的方式應該是,若當前已有衛星配有某種載荷,可對數據進行共享共用;若沒有,則可通過科學規劃,將最適合的載荷配置給最適合的衛星。比如,美國航天局就通過“列車”計劃來統籌地球觀測衛星,各個衛星編隊飛行,數據相互支撐,形成科學集約化的衛星星座。既能讓各單位用最拿手的技術來進行數據處理,將研究推向更加深入,更能通過強強技術聯合,讓大家以最快的速度對某一自然現象的認知有質的飛躍。
自然,以任何單一衛星用戶部門之力,無法統一協調國內各類衛星的設計和規劃。我們期待,如果國家層面能夠成立航天智庫,統籌規劃好不同系列衛星的科學銜接和集約化發展,同時,集約利用現有的衛星地面接收處理系統,避免重復建設造成投資浪費,將有助于我國對地觀測衛星的“個人能力”和“集體智慧”的整體提高。
隨著對衛星資料應用大力加強,對地觀測計劃更加科學和集約化,不同部門技術互補、資源共享,最大限度地發揮衛星遙感應用在農林牧副漁、國家安全、生態環境、防災減災以及社會各個領域的應用,不但可以為國家大政方針的實施提供智力支持,造福百姓,還可以激活衛星遙感應用的市場活力,一個衛星遙感應用新經濟增長點指日可期。
(中國氣象報)