Optische Fernerkundungstechnologie – trägt dazu bei, das Fernerkundungssatellitensystem meines Landes schrittweise zu konsolidieren und zu verbessern.

Am 24. April 1970 startete mein Land erfolgreich seinen ersten künstlichen Satelliten, „Dongfanghong-1“, und war damit das fünfte Land weltweit, das eigenständig einen künstlichen Satelliten entwickelte und startete. Seitdem hat sich die Raumfahrtindustrie meines Landes über Jahrzehnte hinweg weiterentwickelt, und die Satellitenfernerkundung hat sich zu einem der direktesten und praktischsten Wege entwickelt, Raumfahrttechnologie in produktive Anwendungen umzusetzen.

Am 26. Oktober 2015 veröffentlichte mein Land den „Nationalen Mittel- und Langfristigen Entwicklungsplan für die zivile Weltrauminfrastruktur (2015–2025)“, der die Entwicklung von drei Reihen von Satellitenfernerkundungssystemen in den Mittelpunkt stellt: Landbeobachtung, Meeresbeobachtung und Atmosphärenbeobachtung. Durch den Aufbau eines Fernerkundungssatellitensystems, bestehend aus sieben Konstellationen und drei thematischen Satellitentypen, wird eine globale Beobachtungs- und Datenerfassungsfähigkeit mit vielfältigen Auflösungskonfigurationen und Kombinationen von Beobachtungstechnologien geschaffen.

Mit dem stetigen Ausbau des Fernerkundungssatellitensystems im Rahmen des nationalen zivilen Raumfahrtinfrastrukturplans hat sich die optische Fernerkundung zu einer ihrer Kernkomponenten entwickelt und weist die umfangreichsten Anwendungsbereiche und -umfänge auf. Seit dem 20. Jahrhundert werden die optischen Erdfernerkundungssatelliten meines Landes hauptsächlich in wiederverwendbare Fernerkundungssatelliten, Wettersatelliten, Erdressourcensatelliten, Meeressatelliten sowie Umwelt- und Katastrophenüberwachungssatelliten unterteilt. Die von diesen Satelliten mitgeführten Fernerkundungssensoren lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: optische und mikrowellengestützte Fernerkundungssensoren. Erstere, auch als Weltraumkameras bekannt, haben eine unschätzbare Rolle bei der satellitengestützten Erdbeobachtung gespielt.

Landbeobachtungssatellit

Bei der Planung von Weltrauminfrastrukturen umfassen Landbeobachtungssatelliten hauptsächlich hochauflösende Satelliten, Ressourcensatelliten, Umweltsatelliten sowie Vermessungs- und Kartierungssatelliten.

Gaofen-Satelliten

Die bekannteste unter ihnen ist die Gaofen-Satellitenserie, offiziell bekannt als Großprojekt „Hochauflösendes Erdbeobachtungssystem“. Sie ist eines der 16 wichtigsten Wissenschafts- und Technologieprojekte des „Nationalen mittel- und langfristigen Wissenschafts- und Technologieentwicklungsplans (2006–2020)“ und wurde 2010 gestartet. Das ursprüngliche Ziel dieses Projekts war die Entwicklung eines vollständigen Systems unabhängig steuerbarer Satelliten mit hoher zeitlicher, räumlicher und spektraler Auflösung.

▲Chronologie der Gaofen-Satellitenserie meines Landes

Die Gaofen-Satellitenserie umfasst zahlreiche Satelliten. Aktuell befinden sich die zivilen Satelliten Gaofen-1, Gaofen-2 bis Gaofen-12 im Orbit. Sie sind mit Sensoren ausgestattet, darunter optische und multi-hyperspektrale, SAR- und Mittelwellen-Infrarotsensoren. Für die Erdbeobachtung erreichen sie eine hohe räumliche Auflösung (Gaofen-2: panchromatische Auflösung 0,8 m), eine hohe zeitliche Auflösung (Gaofen-4: 20 s) und eine hohe spektrale Auflösung (Gaofen-5: 330 Bänder).

▲Die Umlaufbahn des Satelliten Environment-1

Satellit zur Umweltkatastrophe

Mein Land, mit seinem riesigen Territorium, dem komplexen Terrain und dem wechselhaften Klima, gehört zu den Ländern der Welt, die am häufigsten von Naturkatastrophen betroffen sind und schwere Verluste erleiden. Die Satellitenkonstellation zur Minderung von Umweltkatastrophen wurde speziell von meinem Land entwickelt, um auf die häufigen Naturkatastrophen zu reagieren und die Umwelt zu überwachen. Sie umfasst die drei Satelliten HJ-1A, HJ-1B und HJ-1C. Seit dem Start von HJ-1A im Jahr 2008 haben seine hohe räumliche und zeitliche Auflösung sowie seine große Erfassungsbreite zu seiner breiten Anwendung in der Katastrophenüberwachung und der Bewertung des ökologischen Zustands geführt. Die Nutzlast von HJ-1A besteht aus zwei multispektralen Weitbereichskameras für sichtbares Licht und einem Hyperspektral-Imager, während die Nutzlast von HJ-1B aus zwei multispektralen Weitbereichskameras für sichtbares Licht und einer Infrarotkamera besteht. Die Satelliten HJ-1A und HJ-1B, die in einem Zwei-Satelliten-Netzwerk operieren, erreichen eine schnelle Wiederholungsrate von zwei Tagen. Die Nutzlast der HJ-1C ist ein S-Band-Synthetic-Aperture-Radar.

Ressourcensatellit

Zu den von meinem Land gestarteten Erdbeobachtungssatelliten gehören der China-Brasilien-Erdbeobachtungssatellit (CBERS), ein Gemeinschaftsprojekt zwischen China und Brasilien, sowie der von meinem Land eigenständig entwickelte Satellit ZY-1. CBERS umfasst die außer Betrieb genommenen Satelliten CBERS-01, 02 und 02B sowie die aktuell betriebenen Satelliten CBERS-02C und 04. ZY-1-04, gestartet im Jahr 2014, ist mit vier Kameras ausgestattet: einer 5 m/10 m panchromatischen Multispektralkamera (PAN) und einem 40 m/80 m Infrarot-Multispektralscanner (IRS), entwickelt von China; sowie einer 20 m Multispektralkamera (MUX) und einem 73 m Weitwinkel-Bildsensor (WFI), entwickelt von Brasilien. Der im September 2019 gestartete Satellit ZY-1-02D ​​trägt zwei Kameras und kann optische Bilder mit 2,5 m/10 m Auflösung sowie hyperspektrale Bilder mit 166 Spektralbändern und 30 m Auflösung aufnehmen.

Kartierungssatellit

ZY-3 ist ein ziviler, hochauflösender Stereokartierungssatellit, der von China eigenständig entwickelt wurde. Seine bordeigenen Front-, Rück- und Frontkameras erfassen Stereobildpaare aus drei verschiedenen Blickwinkeln desselben Gebiets und liefern so umfassende 3D-Geometrieinformationen. Im Jahr 2016 wurde ZY-3 02 erfolgreich gestartet und nahm zusammen mit ZY-3 01 den Betrieb auf. ZY-3 02 ist in der Lage, hochpräzise Stereobilder mit einer Auflösung von 2 Metern und drei Zeilen aufzunehmen und liefert damit Daten für Stereokartierungen im Maßstab 1:50.000 und 1:25.000.

Ozeanbeobachtungssatellit

In der Planung der Weltrauminfrastruktur besteht die Serie mariner Beobachtungssatelliten aus zwei Konstellationen (Ozeanfarbsatellitenkonstellation und Ozeandynamiksatellitenkonstellation) sowie einem thematischen Satellitentyp (Satelliten zur Überwachung der Meeresumwelt). Die marinen Beobachtungssatelliten meines Landes tragen die Bezeichnung „Ocean-Serie“ (HY). Am 15. Mai 2002 wurde der erste Satellit, Ocean-1A (HY-1A), gestartet. Er beobachtet die optischen Eigenschaften des Meerwassers, die Chlorophyllkonzentration, die Meeresoberflächentemperatur, den Gehalt an Schwebstoffen, gelösten organischen Stoffen und Meeresverschmutzungen. Zusätzlich erfasst er Meerwasser, die Topographie flacher Meeresgebiete, Meeresströmungen und atmosphärische Aerosole über der Meeresoberfläche. Der Start dieses Satelliten schloss eine Lücke im Bereich der marinen Satelliten in meinem Land und leitete eine neue Ära in der Entwicklung der „Ocean-1“-Satellitenserie ein.

Bis heute hat mein Land eine Reihe von Satelliten zur Messung der Ozeanfarbe (d. h. die „Haiyang-1“-Serie), eine Reihe von Satelliten zur Messung der dynamischen Meeresumwelt (einschließlich der „Haiyang-2“-Serie und des chinesisch-französischen Ozeansatelliten) sowie Satelliten zur Überwachung der Ozeane (d. h. die „Haiyang-3“-Serie) gestartet.

Atmosphärenbeobachtungssatellit

In der Planung der Weltrauminfrastruktur bestehen Atmosphärenbeobachtungssatelliten aus zwei Konstellationen (Wetterbeobachtungssatellitenkonstellation und Klimabeobachtungssatellitenkonstellation) und einem thematischen Satellitentyp (Satelliten zur Bestimmung der Atmosphärenzusammensetzung). Die Atmosphärenbeobachtungssatelliten meines Landes tragen den Namen Fengyun (FY). Seit 1970 hat sich Fengyun in zwei Kategorien und vier Satellitenserien weiterentwickelt: geostationäre Wettersatelliten, darunter Fengyun-2 und Fengyun-4 (acht Fengyun-2-Satelliten und ein Fengyun-4-Satellit wurden erfolgreich gestartet); und polarumlaufende Wettersatelliten, darunter Fengyun-1 und Fengyun-3 (vier Fengyun-1- und vier Fengyun-3-Satelliten wurden erfolgreich gestartet). In den vergangenen 20 Jahren haben die Fengyun-Wettersatelliten den Wandel von einer anwendungsorientierten zu einer operationellen, serviceorientierten Technologie vollzogen. Sie entwickelten sich von der ersten zur zweiten Generation, von der Einzel- zur umfassenden Detektion und von der qualitativen zur quantitativen Analyse und erreichten damit die Entwicklungsziele der Operationalisierung, Serialisierung und Quantifizierung. Die Datenvorverarbeitung, Produktgenerierung und Datenanwendungstechnologien der Fengyun-Satelliten wurden umfassend verbessert. Chinas Wettersatelliten gehörten zu den ersten, die international anerkannte Standards erreichten und sind in internationalen Wetterorganisationen führend.

Die optische Satellitenfernerkundungstechnologie erlebt derzeit eine beispiellose, rasante Entwicklung. Die räumliche, spektrale und zeitliche Auflösung optischer Fernerkundungsbilder erzielt stetig neue Durchbrüche. Die Anzahl der in meinem Land gestarteten Fernerkundungssatelliten wächst explosionsartig, und die Qualität der gewonnenen Daten verbessert sich kontinuierlich.

Es wird angenommen, dass die optische Satellitenfernerkundungstechnologie in naher Zukunft ein breiteres Anwendungsspektrum haben, das Entwicklungsziel schnellerer, genauerer und effizienterer Anwendungen erreichen und sich in Richtung einer populäreren und kommerzialisierten Entwicklung bewegen wird.