就在这个乍暖还寒的二月,俄罗斯与乌克兰两国的冲突升级(简称“俄乌冲突”或“俄乌战争”),尽管有33国“围攻”俄罗斯,但这场第二次世界大战以后欧洲最惨烈的地面战争,无疑正在改写欧洲地缘关系乃至世界格局。
关于俄乌冲突,在此笔者不做过多的解说,主要是这场“战争”与北大西洋公约组织(简称“北约”)的咄咄逼人、乌克兰倒向西方以及历史遗留问题等多种因素有关,才导致“战斗民族”发飙,而这些方面主要涉及国际和历史题材。不过,站在“科学”的角度,也能分析一些问题,下面笔者就一些国家卫星“拍摄”的俄乌战争图像为何截然不同进行分析。
众所周知,在过去科学技术不发达的时候,人们对于战争的了解主要是通过一些常规信息,例如通过狼烟、八百里加急、报纸、战地记者等了解战况信息,但都缺乏“现场照片”。而现代战争技术更成熟,尤其是通信技术发展迅猛,可通过无人机、卫星等进行侦查和拍摄,因此涉及的信息量更大、更全面,但由于卫星成像原理等不一样,也会引起一些“误解”。
这不,又有“眼尖”的网友看出问题,那就是各国商用卫星在对俄乌战争的战事热点地区,尤其是对基辅、哈尔科夫、卢甘斯克、顿涅茨克、梅利托波尔、敖德萨等区域进行卫星成像时,有网友发现国外的卫星图像都是“彩色”的,且清晰度高一些,而中国的卫星照片却是黑白色的,因此又有人拿这些照片做对比并质疑中国的卫星成像及时是不是“技不如人”。
实际上,关于这种“卫星图像大比拼”的事并非首次出现,例如2021年3月23日,一艘悬挂巴拿马国旗的重型货船“长赐号”在红海以北、埃及西奈半岛西侧的苏伊士运河新航道搁浅,造成上百艘货船滞留,此次“苏伊士运河大堵车”有研究机构表示或直接导致全球贸易每天损失约60亿-100亿美元。
而在“苏伊士运河大堵车”期间,不少国家的商用卫星也“派上用场”,阿根廷、土耳其、欧盟、俄罗斯、美国、中国这6个国家或地区的6家卫星运营商都从不同视角或不同的成像技术拍出了“长赐号”卡在运河上的照片,为全世界,从相关卫星照片来看,中国卫星拍出的照片是黑白色且清晰度不高,而美国等国的卫星照片是彩色的、分辨率更清晰,对此发布者还以“惨不忍睹”来形容中国卫星照片。
对于“苏伊士运河大堵车”期间“各国卫星影像大比拼,中国卫星照片遭嘲讽”的情况,当时很快就有“专业的解释”表示,这种“最差照片”其实“暗藏玄机”。上文中讲到的6家卫星产品分别是阿根廷NewSat-16卫星、土耳其Gokturk-1、欧洲“哨兵”、俄罗斯Kanopus-V卫星、美国capellaspace卫星以及中国“海丝一号”卫星。
单从上述6种卫星图片来看,中国卫星晒出的确实是单色照片,而其它5种都是彩色照片,但这并非是判断“强”和“差”的依据,因为无论是上述讲到的欧洲“哨兵”,还是俄罗斯Kanopus-V卫星,都是通过光学成像的原理拍摄的,而这种“光学成像原理”很容易受天气等自然因素的干扰,也就是说当天气状况不好的时候,这些“光学成像卫星”拍摄的照片质量就会大打折扣,甚至会被天上的云层、雾霾等遮挡。
而中国的“海丝一号”卫星与美国的capellaspace卫星,这两种卫星的成像原理不同,它们采用的是合成孔径雷达成像,这种成像虽然是单色,但从视觉上看不如彩色照片那么直观,但这种合成孔径雷达成像技术不会受异常天气的影响,能够通知“去伪存真”技术“拍摄”照片,也就是“SAR照片”,这一点是光学成像技术所无法完成的,因此可以说这两种技术没有高低之分,而是“互补”的关系。
无独有偶,2021年1月15日汤加海底火山喷发后,再次“上演卫星图片大比拼”,包括日本“葵花-8”星、美国GOES West星以及中国的风云2F和风云4B星,争论的“焦点”是为何中外卫星拍到的“蘑菇云”不同,特别是中国卫星拍摄的角度不够正,与其它国家拍摄的相比似乎“偏到角落里去了”。当然,这里“比拼”的卫星,无论是日本的“葵花-8”星、美国的GOES West星,还是中国的风云2F和风云4B星,它们都是GEO高地球轨道卫星。而之所以中外卫星拍摄的角度不同,主要是这些卫星都属于地球同步轨道卫星,其姿态不可随意变换。
中国的风云4B卫星
而此次俄乌冲突“热点”区域,如基辅鲍里斯波尔国际机场、敖德萨港、哈尔科夫机场、梅利托波尔空军基地区域卫星照片,又被进行了一番比拼。这里被比拼的中国卫星照片,还是“海丝一号”SAR照片。
“海丝一号”是长沙天仪空间研究院、中国电科38所以及厦门大学等联合研制的SAR遥感卫星,于2020年12月22日与“天光号”卫星一起,搭载长征八号运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空,它主要是面向海基和海岸带的遥感成像,尽管这颗卫星整星重量小于185公斤,但它已经具备“穿云穿雨穿雾”的本领,并可实现全天候全天时的对地遥感成像。
汤加洪阿哈阿帕伊岛区域火山喷发前后卫星影像
SAR卫星的工作原理是,通过星上的雷达发射C波段电磁波到物体(地球)表面,再通过卫星上的接收器接收反射回来的电磁波,然后通过电子设备记录下来,最后形成图像。由于电磁波具备一定的穿透能力,因此SAR卫星也就相当于安装了“透视眼”,从而实现高分辨率、宽覆盖、持续监测、快速遥感的信息处理能力。
可以说“海丝一号”这颗百公斤级的卫星,是我国首颗对标国际先进指标的、基于有源相控阵天线的1米分辨率、C波段商业SAR遥感卫星,其“穿云穿雨穿雾”可使它不受时间和恶劣条件的限制,也就是不管是夜晚无光,还是乌云密布,均可获取天时、全天候的二维高分辨雷达数据,因此可为海洋灾害监测、洪水监测和地表形变分析等提供支持,而无论是海洋灾害,还是洪水等往往都是天气异常的时候才出现的。
当然,除了高分辨率的“黑白照”,我国也具备高分辨率的“彩色照”,尤其是吉林1号商业卫星,目前已有29颗卫星在轨运行,它是我国国内规模最大的商业光学遥感卫星星座,分辨率为全色≤0.72米、多光谱≤2.88米,不仅能拍摄彩色照片,其灵巧视频星还具备获取4K高清彩色视频影像能力,由此可见中国无论是合成孔径雷达成像技术,还是光学遥感成像技术,都已经具备了很高的造诣,绝某些别有用心之人将“海丝一号”与国外光学成像卫星影像比对的那样“技不如人”。
总之,不同的卫星用途不一样,且不同的卫星成像原理也不尽相同,这也不是技术差距的判断依据,因此不可直接将不同种类的卫星照片进行盲目比对。
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