五羊星座如何填补低纬度观测盲区？
五羊星座如何填补低纬度观测盲区？
10月21日，五羊星座先导A星（广大一号/西光肆号01星）搭乘谷神星一号海射型火箭在山东日照发射升空，并顺利入轨。作为全球首个民用低倾角遥感卫星星座的首发星，这颗“广州造”卫星的入轨，标志着全球低纬度高频遥感观测网络正式进入组网建设阶段。
中国已有数百颗遥感卫星在轨，为什么还要专门为一条“另类”轨道再建一个星座？答案藏在一个反常识的事实里：在地球上人口最稠密、经济最活跃的那条地带，我们头顶的卫星恰恰“看”得最少。
五羊星座先导A星发射升空。广州大学供图，下同
“ 地球金腰带”上的观测盲区
全球主流遥感卫星大多沿太阳同步轨道运行。这种轨道的倾角通常在98°左右，卫星近乎南北向飞越极区上空。它的核心优势在于“一致性”：借助地球扁率造成的轨道进动，轨道面与太阳光的夹角保持恒定，每次过境时光照条件基本一致，影像亮度具有可比性，卫星的热环境也相对稳定。过去半个世纪的对地观测主流范式，正是建立在这一点之上。
但对低纬度而言，这种“一致性”同时意味着“稀缺性”。太阳同步轨道卫星对特定区域的过境时刻高度集中，有效观测窗口通常只有上午9时30分至10时30分前后一个时段。“一天只有不到一个小时，一旦因云雾、阴雨、夜色错过，就只能等下一次过境。”五羊星座工程首席科学家、中国科学院院士童庆禧说。
而恰恰是南北纬35°之间的低纬度地带，覆盖全球99个国家，承载超过60%的人口，贡献超过70%的全球经济总量。这一地带涵盖我国南部区域及“一带一路”核心沿线区域，业界称其为“地球金腰带”。常态化治理、精细化监管、快速应急预警，靠每日一小时的窗口密度是满足不了的。
“传统太阳同步卫星的轨道是‘竖着’的，我们把它‘横过来’。”五羊星座工程总师、广州大学空天遥感创新研究院院长顾行发用一个形象的比喻解释了这场“换轨”尝试。
所谓低倾角，是指轨道倾角显著小于太阳同步轨道。先导A星运行于500—550公里高度、倾角39°的轨道上，观测重心压在南北纬35°至40°的低纬度核心区域。卫星不再飞越极区，而是近乎沿着赤道方向“横着”绕地球转，把有限的过境次数集中投放到服务目标区。
“这一设计有一个明确的代价：高纬度覆盖被大幅让渡。”顾行发指出，低倾角轨道以牺牲极区和中高纬度的观测能力，换取对低纬度地带的加密重访。但更关键的变化在时间维度。太阳同步轨道的过境地方时被轨道进动锁定在上午；低倾角非太阳同步轨道的轨道面进动不再与太阳同步，同一区域的过境时刻不再被“钉死”在一个固定时段。