见证者说丨从陆地到海洋,我们“遥”望地球
来源: 中国航天报      时间:2026-04-27

遥感,是遥远的感知,是无接触的远距离探测。我们借卫星一双“慧眼”,突破陆地与海洋的界限,从传回第一帧清晰图像到实现全球立体观测,在天地之间,读懂这颗星球的万千模样。

1999年,我国与巴西合作研制出第一颗传输型遥感卫星——中巴地球资源卫星01星(又称资源一号卫星)。自此,我们不再需要等待返回式卫星回来后冲洗胶片,大幅缩短了图像获取时间。

这样的突破不局限于陆地,2002年,我国成功研制了中国首颗海洋水色卫星——海洋一号卫星,将观测范围拓展到海洋。


2002年5月15日,海洋一号卫星发射升空

立项:一项“不可能完成的任务”

我国从20世纪60年代后期开始研制返回式遥感卫星。1975年底,第一颗返回式遥感卫星成功发射,我国成为继美国和苏联之后,第三个掌握返回式卫星技术的国家。

在研制第一颗传输型遥感卫星(即中巴地球资源卫星01星)之前,我国先在返回式卫星上完成了CCD相机成像实验。“传输型遥感卫星获取信息更快。”时任五院总体部科技处副处长的马世俊解释,“返回式遥感卫星得回收后冲洗胶卷才能拿到图像,而传输型遥感卫星在轨就能直接向地面站传输图像,数据被接收后我们很快就能处理完成。”

“当时我国研制基础薄弱,所以决定通过合作搞传输型遥感卫星。”马世俊说,但寻找合作对象并不容易,“最开始我们找了一些发达国家想开展合作,可他们觉得我们水平差,只想让我们出钱。”因此,我国将目光转向了发展中国家。

“中巴两国地理位置特殊,时差正好是11个小时。”负责资源一号卫星电源系统的韩波说,“中国是白天时,巴西是晚上,反之亦然。卫星就像现在的共享单车一样,两国可在不同时间段内分别成像,充分发挥效用。”


《中国空间技术研究院和巴西空间研究院关于联合研制中巴地球资源卫星的协议书》签署现场

鉴于两国研制水平相近,且地理位置互补,中巴双方一拍即合。1988年7月6日,中巴两国政府在北京签署《中华人民共和国和巴西联邦共和国政府关于核准研制地球资源卫星的议定书》,批准《中、巴联合研制地球资源卫星的工作报告》。1988年8月22日,中巴两国空间技术研究院在北京签署了《中国空间技术研究院和巴西空间技术研究院关于联合研制中巴地球资源卫星的协议书》,正式开展中巴地球资源卫星的研制。

消息传出后,有些西方国家满是不屑和怀疑。“他们觉得我们两国水平有限,这个卫星肯定很难搞出来,不看好我们。”马世俊回忆。“甚至有些国家直言,这是一个impossible mission(不可能完成的任务)。”韩波补充道。

研制:“摆摊式”技术协商会和难过的“英语关”

卫星研制期间,北京白石桥附近五院的一个大会议室里,经常举办“摆摊式”技术协商会。推开大门,就能看到一小堆一小堆围着桌子讨论的人,他们争论的,正是后来被誉为“南南合作典范”的资源一号卫星的相关技术问题。

“每次巴西的研制人员来中国开技术协商会,我们都会做非常精细的准备。”负责资源一号卫星研制工作的李一凡说,“例如,会议开一周,每个组每天谈什么内容、双方对口设计师是谁,甚至会议地点、时间、交通等都安排得细致周到。”

大多数时候,双方沟通愉快,但也会有意见分歧、争论激烈的情况。不过所有争论都围绕工作和技术展开,事情谈完后,大家还会约着一起去食堂吃饭。

这个传统一直延续至今。现在,每个组都能分到独立的会议室,不用挤在一个房间里协商。“不管是我们还是巴西那边,当初负责产品研制的很多设计师已经不再负责这个产品了,但补充进来的年轻设计师们往这一坐,很快就能进入工作状态。”李一凡说。尽管世事变迁,人员更迭,但平等真诚的技术协商会模式保留了下来,并在后续任务中持续发挥作用。

为了保证双方技术的独立性,卫星研制按照分系统划分工作。双方不涉及分系统的内部技术,只统一设备接口,内部技术互不干涉、互不询问,在保密基础上协同完成任务。双方共同制定接口数据单,达成接口上的统一,在接口之间的匹配协调上有一套双方共同制定和遵守的规则,后面各自开始所负责的分系统研制工作。

在统一接口过程中,语言成为一大阻碍。中国的研制人员说中文,巴西的官方语言是葡萄牙语,为了顺畅沟通,双方将英语定为工作语言。

“但像我这样的老同志,高中、大学一开始学的都是俄语,很少有人学英语。我是在大二才开始学英语。大多数老同志英语水平根本不行。”马世俊说。后来,五院总体部为此专门办了英语培训班,请北外的老师来讲课,马世俊参加过两期。

英语过关了,新的问题又出现了。两种语言就意味着翻倍的任务量。“文件必须写两份,一份中文、一份英文。”韩波解释,“技术状态修改时,要先改中文版本,再以此为基础改英文版,传真给巴方。协调一致后,我们再根据传回来的英文版文件修改中文版。”

正是靠着这种平等、开放、务实的协商传统,中巴地球资源卫星项目跨越了语言与文化的隔阂,在相互尊重中建立起默契。

从“摆摊式”协商到独立会议室,从老一代设计师的英语攻坚到年轻团队的快速接力,技术协作的模式不断成熟,但那份真诚合作、求同存异的初心始终未变。这不仅成就了“南南合作典范”,也为国际航天合作留下了一份宝贵的经验。

成果:卫星应用和一套完整的文件体系、技术标准

1999年10月14日,在众人的期待中,长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心成功将中巴地球资源卫星01星送入预定轨道,填补了我国传输型遥感卫星的空白,推动了我国拥有知识产权的、可控制的遥感卫星,为国土资源调查、生态环境和自然灾害监测提供服务。

尽管做了万全准备,但身处发射现场的马世俊心情依然十分紧张。“资源一号卫星是我国第一颗传输型遥感卫星,我特别怕出问题。”他说,“不过,这颗卫星由两国合作研制,这相当于是一份试卷由两个人盯着,出现问题的概率相对比较小。”

14日晚,山西省国防工办举办庆祝资源一号卫星发射成功的晚宴。时任航天科技集团总经理王礼恒把时任遥感协会副理事长兼秘书长胡如忠拉到身边说:“遥感协会要组织大家用好中巴地球资源卫星,要积极推广应用。”

正如王礼恒所希望的,遥感协会在卫星应用方面做了很多工作——利用全国地方遥感协会《简报》,介绍资源一号卫星遥感数据的特点和作用;同时,还组织有关专家编印了《中巴地球资源卫星及其应用》讲义,在全国开办了10期培训班,培训了551名遥感技术人员,将资源一号卫星推向了全国。


长四乙火箭托举中巴地球资源卫星飞天

资源一号卫星在轨运行以来,向各用户单位提供了大量数据,为农、林、水、土、城、环、灾、科教、文卫、海等领域提供了重要支持。

谈及中巴合作的收获,许多受访者都提到了“一套完整的文件体系和技术标准”。资源一号卫星在这方面开创了先河,改变了我国以往相对粗放的管理模式。

“当时我国与国际的接轨程度远不如现在,而巴西参照欧空局的标准,有一套比较完整的文件体系、顶层设计、建造规范和环境规范,各个分系统也有一套自己的文件体系和组织管理模式。”李一凡介绍,在资源一号卫星研制过程中,我国开始参考国际标准,并进行本地化适配,“从这颗卫星开始,国内尤其是五院的一些型号开始遵照这种模式进行管理,并逐步完善了自己的标准体系。”

除了文件体系,我国研制人员还通过合作了解到国际先进技术。“参与这个项目为我们打开了一扇窗口。”韩波举例,“例如,我们了解到当时国际上最先进的是开关型混合式电源系统,便在资源一号卫星上首次采用,这在国内是开创性的。”

此外,资源一号卫星首次出现了星上软件控制问题,技术人员在地面上修改软件后,重新向星上注入,使卫星恢复了正常,提高了星上设备的可控性。后来的海洋一号卫星也延续了这个好传统,并为成功解决该卫星全态捕捉异常的问题埋下了伏笔。

转向:从陆地到海洋,自主研制海洋卫星的大幕拉开

1978年,美国发射了第一颗海洋卫星。随后,苏联、日本、加拿大等国也相继发射了自己的海洋卫星。改革开放之后,随着我国海洋科技事业和航天事业的蓬勃发展,拥有自己的海洋卫星也成为国人的憧憬。

1987年年初,王大珩、毛汉礼、任新民等26位具有远见卓识的老一辈科学家,联名向党中央、国务院写信,提出“尽快发展我国海洋卫星技术”的建议。随后,原国家海洋局与原航天工业部组织了海洋卫星的工程论证,我国海洋卫星事业的大幕由此拉开。

海洋卫星的设计要求与陆地卫星、气象卫星有明显区别。时任海洋一号卫星副总师的白照广解释说:“海洋卫星观测的大多数是暗目标,海洋对太阳的反射率远低于陆地——陆地反射率约20%,但海洋水色的亮度更暗,深海的反射率仅4%,所以想要看清海洋,卫星的探测能力必须更高。”


海洋一号卫星研制现场

除了更高的光谱分辨率,面对比陆地面积更大的海洋,“海洋一号”还要兼顾高幅宽的要求。“陆地卫星可以只聚焦于某些区域进行观测,而由于海洋高动态的特点,海洋水色卫星必须覆盖全球的海洋。”白照广说。

正是基于这些独特的科学需求与技术挑战,我国科研团队在王大珩、毛汉礼、任新民等老一辈科学家的倡议推动下,迎难而上,开启了自主研制海洋卫星的征程。

考验:卫星发射后的一场惊心动魄

海洋一号卫星的研制过程相对顺利,但在卫星发射后,研制团队却经历了一场惊心动魄的考验。

2002年5月15日,长征四号乙火箭在太原卫星发射中心将中国首颗海洋水色卫星——“海洋一号”送入预定轨道,我国实现了海洋卫星零的突破。

然而,卫星的姿态出现了问题。

“卫星入轨后绕地球第一圈回来,在发射后的100分钟左右,忽然出现了全态捕获异常。”白照广回忆道,“当时对卫星的要求是一入轨就要摆到对地姿态,马上对地开始正常工作。”但那时,卫星因为无法识别地球,所以在任意姿态下只能寻找太阳,以保证电量充足。


海洋一号卫星正在进行光照试验

彼时,白照广正和时任五院院长徐福祥一起坐车从太原卫星发射中心赶往西安。白照广心里很慌:“‘海洋一号’是我负责的第一颗卫星,当时年轻,着急得不行。”时隔多年,他对当时的紧张仍记忆犹新。好在徐福祥曾担任过风云一号A星控制系统的主任设计师,参与过卫星抢救工作,他安抚道:“别着急,总有解决办法。”

经过团队排查,问题出在卫星的地球红外敏感器上。幸运的是,海洋一号卫星采用了计算机进行姿态控制,具备可上注程序的功能,通过上注程序,恢复了卫星姿态。这也是中国首颗通过软件实现卫星功能重构的创新。

“如果卫星上使用的是模拟电路,出现问题就没法修改了。”白照广感慨,“正是用了计算机软件控制,我们才能及时修正故障。”

从陆地到海洋,中国遥感的故事,还在继续;中国航天人的征程,永无止境。

(本文部分内容参考《中国航天事业的60年》《当代中国的航天事业》《中国航天事业发展的哲学思想》等。)

(文/王欣婷)