真不如美军锁眼卫星？实践四十一高轨卫星：能数航母战斗机玩
首发2023-12-19 00:29·星辰大海路上的种花家
2023年12月15日21时41分，长征五号遥六火箭在文昌航天发射场点火升空，成功将遥感四十一号卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。
这次任务非常特别，是长征五号火箭为数不多的非直播发射之一，并且在同时用大型运载火箭来发射一颗遥感卫星，似乎有点杀鸡用牛刀的感觉，但当了解这颗卫星的真正用途之后，你才会发觉，PLA在西太的最后一块短板补上了！
这颗卫星有多特殊，从专门研发的长征五号遥六火箭整流罩尺寸就能看出来了，以往为天宫空间站发射货运飞船的整流罩也不过直径5.2米、高12.267米，但这次整流罩的规模罕见的达到了直径5.2米、高18.5米的规模，这表示这个载荷直径不会小于货运飞船，而长度则可能在16~17米左右，这表明这颗遥感卫星的尺寸可谓是相当巨大。
实践四十一高轨卫星：究竟是啥用途？
首先我们来确认一下，到底发射了一颗卫星还是两颗卫星？因为在部分社交媒体的说法是将两颗遥感41号系列卫星送入GTO轨道，但大部分新闻媒体则没有说明是一颗还是两颗，一般没有明确卫星数量时一般都为一颗，如果是多颗的话就会特别说明一箭双星或者N星。
所以问题来了，这次发射的到底是一颗还是两颗实践四十一高轨卫星？笔者确实在heavens-above.com查询到了两个几乎同轨道的物体，一个编号为2023-196-A、另一个为2023-196-B，轨道数据如下：
- 2023-196-A：189 x 35818 千米; 19.5°
- 2023-196-B：158 x 34095 千米; 19.5°
看着确实像是两颗卫星，不过两颗卫星的轨道数据差异是比较大的，从轨道来看，高度比较高的是长征五号遥六火箭的芯子级，而更高轨道的则是遥感-41卫星，从该在轨物体的属性可以看出：
所以可以确认，遥感-41卫星应该只有一颗！那么两颗的说法是从哪里来的呢？问题出在了这里，之前发布长征-5号特大型整流罩时有下面这样一幅配图，让很多不了解的朋友直接误认为是两颗遥感-41卫星了：
其实作为对比的卫星只是DFH-4（东方红-4）的通信卫星，东-4是一种通用化的通信卫星平台，以此为比较可以非常直观的知道这个整流罩到底有多大，结果让不了解的网友误会了。不过必须要说明下，这是一个临时轨道，之后的数天内遥感-41卫星会升轨至静止卫星轨道。而另一个CZ-5 R/B则会在不久后坠入大气层。
第二个问题：究竟是啥用途？
据公开报道称，遥感四十一高轨卫星主要用于国土普查、农作物估产、环境治理、气象预警预报和综合防灾减灾等领域，可为国民经济建设提供信息服务。不过网友显然是不接受的这说法的，社交媒体上的网友都认为，这种是卫星的主要用途是“对地观测”，然而这种卫星数据尽管并不都是机密，但往往都是不公开的，不过早在2016年事公布的《“地球观测与导航”重点专项2016年度项目申报指南》中就有这样一份数据：
要在5年时间里实现“静止轨道对地全色成像分辨率不低于2.5米的光学相机系统（关键技术攻关）”，时间是5年。按中国科研一贯以来的尿性，大都不会延后太久，按时间算，差不多就是遥感41了。
这个所谓的“对地观测”就有点意思了，差不多和美国的锁眼卫星是类似的功能，不过这里要特别说明下分辨率2.5米的意思，并不是2.5米大小的物体能分清楚，而是表示在这种卫星拍摄的相片上，2.5米的物体是一个像素。
像素成像原理
这个分辨率似乎完全看不清报纸上的字，与美国的锁眼6厘米的分辨率似乎差了一个数量级以上，是不是让大家非常失望？其实完全不需要，因为锁眼系列卫星的轨道高度在160~300千米左右，大约只有遥感-41卫星高度的1/120，高度相差2个数量级。
2.5米分辨率能区分出航母吗？答案是当然能！以尼米兹航母为例，甲板面积大约1.8万平方米，按2.5米分辨率计算，差不多6.25平方米算一个像素，尼米兹航母大约在遥感-41卫星的“底片”上占2880个像素。
以此计算，假设遥感-41卫星用上了10亿级像素的相机，那么一张照片能覆盖的面积大约是79千米 x 79千米，一张照片完全装得下美国航母编队，并且这种2.5米分辨率还能直接分辨出提康德罗加级巡洋舰，也能分辨出阿利伯克级驱逐舰，还能分辨出补给舰，甚至还能区分出频海战斗舰！
简单说吧，只要不是小艇，美军使用的大大小小军舰都能一一区分出来，并且在甲板上数航母战斗机的也是可以的，别说这个没有意义，能区分出美航母甲板战斗机也就能判定它当前处在什么状态，是巡航还是准备巡逻任务或者准备打击任务等等，此前我们也有不少卫星，不过分辨率上还是差点意思：
- 高分四号分辨率50米级：判定航母没问题，但需要人工判读，费时费力，时效性也有些折扣；
- 高分十三号分辨率15米级：AI已经可以根据这个分辨率判定航母了，但区分航母以及驱逐舰类型比较困难；
- 遥感四十一卫星分辨力2.5米：AI可以区分出美航母编队“所有”战斗舰艇，顺带可以普查下美日在西太地区的所有基地的装备，顺带再列个打击清单；
遥感四十一卫星与锁眼卫星比，究竟如何？
两种同类型卫星相比，除了电子设备外能决定卫星性能的无疑是对地观测卫星的镜片直径，因为根据镜片即可计算出极限分辨率，以可见光550纳米为例，一般的镜头分辨率计算公式大致如下：
分辨率/距离=1.22 x 550纳米/镜头口径
镜头口径=距离 x 1.22 x 550纳米/分辨率
锁眼的极限分辨率为6厘米，也就是0.06米，锁眼的高度在124km×346km左右，我们按300千米算，这个镜头需要的口径大约是3.35米。与坊间给出的数据大差不差，相比较而言，德尔塔四号重型火箭的整流罩比长征五号的还是要小不少，因此从理论上看，遥感-41卫星的镜面直径也要更大。
不过按坊间给出的遥感-41卫星的4米直径主镜计算，在3.6万千米的高度时分辨率为6米，当然这是可见光波段，如果按全色波段的蓝紫光的分辨率400纳米附近时分辨率可达4米左右，与网友给出的数据还是有些差异，不过说实话，4米的分辨率无论是区分航母还是驱逐舰又或者巡洋舰已经绰绰有余了。
因此笔者认为，如果网传口径比较准确的话那么分辨率2.5米应该是不太靠谱的，要么口径需要加大，但要达到2.5米也是不太可能，但无论如何4米左右的全色分辨率已经完全足够使用，未来有机会可以发展更大口径的
PLA在西太的最后一块短板补上了：美国航母编队动态“直播”
相信各位网友都发现了，这次发射的遥感-41卫星高度在静止卫星轨道，并且还是是作为对地观测卫星出现的，之所以叫做静止卫星是因为这种卫星一圈绕行的时间是24小时，与地球同步，星下点不动，所以才叫静止卫星。
不过遥感-41卫星却并不完全是“静止卫星”，因为它有一个19.5°的倾斜轨道，因此这颗卫星的轨道如果不变轨成0.1度的“真正静止卫星”，那么它的星下点位置会在南北纬19.5°之间移动，会形成一个比较扁的8字。
作为对地观测卫星来说，有一点倾斜角度可以最大限度观测南北纬19.5°范围内的地球动态，遥感-41应该会定点在西太上空，未来变轨成功后应该还有一个定点经度。
取得第一手资料：遥感-41卫星很重要
PLA已经有多种打击手段，比如弹道导弹、高超音速导弹以及巡航导弹和反舰导弹等等，但发现目标一直是个短板，现代侦察手段比如预警机范围只有400多千米，即使飞到20千米高空，范围也不过增加到600~700千米半径，这个甚至只能覆盖太平洋一小块区域。
此前中国也发射了多颗高分系列卫星，上文也说了多个分辨率，只能说够用，换句话说就是看得到，但看得清还是有些差距，高分十三号分辨率15米级已经相当不错，但有更高分辨率的4~5米显然更好。
另外遥感-41卫星搭配数据链，几分钟就能更新一大片区域的照片，搭配AI图像处理，可以将西太的实时动态公布在西太势态感知的系统中，为预警、判定以及打击作出重要参考，所以有网友表示，遥感-41卫星的出现，西太的最后一块短板将被补足，就像J-20系列对于我国战斗机的重要性一样。
热门跟贴