2002年10月27日,“中國(guó)資源二號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射。今天,就來談一下,為什么地球資源衛(wèi)星能夠偵察地球的資源!
1941年12月8日,日本艦隊(duì)突然襲擊了美國(guó)太平洋艦隊(duì)的基地珍珠港,日本艦隊(duì)自美國(guó)人從未預(yù)料到的淺海槽進(jìn)入,一舉幾乎全殲了太平洋艦隊(duì),這就是“珍珠港事件”。為什么日本軍隊(duì)能對(duì)珍珠港的地形和太平洋艦隊(duì)的軍事設(shè)施和部署能了如指掌?他們的主要“偵察員”是空中攝影。
1962年,蘇聯(lián)偷偷摸摸地把導(dǎo)彈運(yùn)進(jìn)古巴,不料卻被美國(guó)偵察出來了,是誰泄露了機(jī)密嗎?不是,還是空中攝影這位“偵察員”首先發(fā)現(xiàn)的。
由于空中攝影偵察有居髙臨下、快速、準(zhǔn)確、形象的特點(diǎn)。如果重復(fù)飛行,還可以掌握軍事部署調(diào)整的情況。所以,在第二次世界大戰(zhàn)以來,90%的軍事情報(bào)來自空中攝影。現(xiàn)在凡是能發(fā)熱的東西,如飛機(jī)、坦克甚至人,都休想用偽裝或躲在樹下,來掩人耳目,因?yàn)樗鼈兌紩?huì)在紅外線探測(cè)器下,暴露無遺的。
1957年10月4日第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射后,到1978年已有10600顆人造衛(wèi)星在宇宙空間飛行了。僅蘇聯(lián)的“宇宙號(hào)”衛(wèi)星,到1977年7月為止,就發(fā)射了929顆,大部分是用于軍事偵察的,上面帶有各種探測(cè)儀器?,F(xiàn)在,從軍事衛(wèi)星所拍攝的照片上,已經(jīng)可以識(shí)別地面上30厘米大小的物體,這比地面?zhèn)刹靻T要厲害得多了。
凡是用飛機(jī)或人造衛(wèi)星,帶著各種探測(cè)儀器或是攝影機(jī),來探測(cè)和識(shí)別地面物體的特性的技術(shù),都叫做遙感技術(shù)。
能不能用這個(gè)“偵察員”來偵察一下地球資源呢?第二次世界大戰(zhàn)以后,人們就逐漸試驗(yàn)利用飛機(jī)上拍攝的相片,還有紅外線探測(cè)、側(cè)視雷達(dá)等方法來尋找礦產(chǎn)資源,效果很好。運(yùn)用航空遙感方法,不僅能獲得大地上逼真的圖象,還可以通過象片上不同部分的色調(diào)深淺、圖形的大小和花紋的特點(diǎn)勾畫出一個(gè)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的輪廓,甚至一些被堆積物或森林覆蓋,在地面上不易發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象也被揭露出來了。更不用說,比地面調(diào)查的速度要快得多了,大大延伸了人們的視線。
但是,一張航空相片通常只包括了20?30平方千米的面積,能不能再把視域擴(kuò)大一些呢?經(jīng)過一番試驗(yàn),第一顆專門用作調(diào)查地球資源的“地球資源衛(wèi)星”終于在1973年7月23日發(fā)射了,它工作了五年之后,到1978年1月才停止工作,在調(diào)査地球資源方面的效果很好。1975年1月22日和1978年3月5日又相繼發(fā)射了第二、第三顆地球資源衛(wèi)星。現(xiàn)在,它們還在正常工作著。
地球資源衛(wèi)星是一種中等高度的“太陽同步衛(wèi)星”,它的近地點(diǎn)是905千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)是918千米,所以軌道是近于圓形的;每103.267分鐘它就由北向南,又由南而北地圍繞,地球一周,一天要轉(zhuǎn)14圈,每隔25秒鐘就“拍”一張相片。不過,在地球背著太陽的那一面,它又會(huì)自動(dòng)不“拍照”,你看,一天它該拍多少照片呀!因?yàn)榈厍蚴亲赞D(zhuǎn)的,103分鐘內(nèi)恰好向東轉(zhuǎn)了25.8°,這就等于衛(wèi)星也向西跑了25.8%,25.8°有多遠(yuǎn)?地球的赤道周長(zhǎng)是40075.24千米。也就是說,每隔103分鐘,衛(wèi)星就要在上一條軌道以西2875千米(指赤道附近,近兩極兩條軌道的距離當(dāng)然要縮短)拍照。在這段時(shí)間內(nèi),太陽由東向西也移動(dòng)了25.8°,衛(wèi)星的軌道移動(dòng)的距離正好和太陽一致了,所以把地球資源衛(wèi)星稱作“太陽同步衛(wèi)星”。按照設(shè)計(jì),衛(wèi)星通過赤道的時(shí)間都是當(dāng)?shù)貢r(shí)間上午9點(diǎn)30分,這正是陽光最柔和,最適合攝影的時(shí)間。地球資源衛(wèi)星每18天,轉(zhuǎn)251圈以后,就把地球各個(gè)部分都拍攝完了;然后再從第一條軌道開始工作,每18天就可以得到同一地區(qū)的相片。
地球資源衛(wèi)星上帶有兩種“攝影”儀器(稱為傳感器),一是反光束導(dǎo)管電視攝像儀,類似電視攝像機(jī);另一種是多光譜掃描儀,能把地面反射上來的電磁波按波長(zhǎng)分開,記錄下來。這些儀器接收到的光訊號(hào)都經(jīng)過轉(zhuǎn)換,變成電壓訊號(hào)記錄在磁帶上,等到衛(wèi)星經(jīng)過地面接收站上空,地面站又用磁帶把它發(fā)射回來的電壓訊號(hào)記錄下來,再經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)處理,把它變成光學(xué)訊號(hào),在感光材料上重新成像,這就是衛(wèi)星相片。每張衛(wèi)星相片所拍攝的范圍是34225平方千米,相當(dāng)于1000?10000張航空象片的范圍,而且它還不會(huì)象飛機(jī)那樣,受到氣候條件、地形起伏等因素而影響飛行,因此,它自然要比用飛機(jī)調(diào)查快得多、省得多。而單純的地面調(diào)查工作的效率和它比起來,更是望塵莫及了。
至于對(duì)調(diào)查迅速變化的自然現(xiàn)象,如火山噴發(fā)、河水泛濫、河口海岸的變遷,以至農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì),資源衛(wèi)星都是一個(gè)優(yōu)秀的“監(jiān)察員”。
正因遙感技術(shù)具有這些優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在已廣泛運(yùn)用在尋找礦產(chǎn)、工程勘察、預(yù)報(bào)火山噴發(fā)和地震、森林調(diào)查和森林防火、估計(jì)農(nóng)作物的產(chǎn)量,甚至還可測(cè)定大陸間的移動(dòng)距離哩。
那么,是不是有了遙感技術(shù)就可以取代地面工作和其他方法呢?不行,即使在將來,也還需要地面工作,當(dāng)用遙感技術(shù)探得資源后,還要在重點(diǎn)關(guān)鍵地區(qū)作深入研究,必須空間和地面相結(jié)合,才可以達(dá)到節(jié)省人力、物力和時(shí)間,加強(qiáng)深入研究的效果。