日本微型SAR卫星星座最新进展

李健全 赵志伟 曹长新

（1 中国空间技术研究院 2 北京空间飞行器总体设计部)

1 引言

微型卫星一般是指质量10～100kg的卫星，最大不超过150kg。由于微电子技术的快速发展，使微型合成孔径雷达（SAR）卫星成为可能。日本的初创公司筹集资金，开展微型SAR卫星的研发工作，其中的典型代表有合成视角公司（Synspective）和QPS研究所。其中，Synspective公司计划于2022年建成由6颗微型SAR卫星组成的星座，QPS研究所已于2019年发射了首颗微型SAR卫星。

2 Synspective 微型SAR星座

Synspective公司是日本的一家初创公司，由多家日本私人公司共同出资于2018年2月成立。其目的就是通过研制和发射微型SAR卫星组成的星座，为城市规划、基础设施建设、灾害、金融/保险、安全等领域提供商业化服务。2018年2月，该公司从太空开拓1号有限合伙企业、清水株式会社、集富SV5投资有限合伙企业等12家公司获得了1亿美元的资金支持，目标是用17个月的时间，研制6颗微型SAR卫星[1]。

Synspective公司提出的发展步骤是：2020年发射1颗验证星；2022年建成由6颗卫星组成的微型SAR卫星星座，服务于亚洲地区的用户；在2030年前建成一个由25颗卫星组成的微型SAR卫星星座，服务全球。最终的目标是建立一个由100颗微型SAR卫星组成的星座，高频次地获取全球SAR图像。其星座被命名为“长尾林鸮”或“猫头鹰”（StriX）。

演示验证星被命名为StriX-α卫星，该卫星的有效载荷为X频段的SAR。卫星质量140kg，发射状态体积0.7m×0.8m×0.9m，在轨体积5m×0.7m×0.7m，分辨率1～3m[2]。

StriX-α SAR的主要性能指标[3]

日本Synspective公司的StriX-α卫星示意图

StriX-α卫星的数据传输系统采取64APSK调制方式，码速率为2～3Gbit/s。StriX-α卫星地面接收系统的天线为抛物面形式，直径为10m。

Synspective公司注重天地一体化的工作，在卫星研制和应用服务两方面均有专家团队，从而可快速响应用户的要求。

StriX-α卫星已完成天线机械性能测试（包括振动测试、噪声测试、收拢测试、展开测试），电性（EM）星主结构热真空试验、EM星电性能测试、EM星热试验，飞行（FM）星的装配与集成、FM星的总装、FM星热真空试验等工作。

2020年4月15日，Synspective公司与火箭实验室（Rocket Lab）签署卫星发射协议，Rocket Lab将于2020年底之前，利用该公司的“电子”火箭将StriX-α卫星发射上天[4]。Synspective公司之所以选择Rocket Lab公司代替阿里安空间公司（Arianespace）作为StriX星座首发星的运载火箭提供商，主要是因为发射时间的调整，以及卫星轨道调整等原因。早在2019年，Synspective公司曾与Arianespace公司签署过StriX-α卫星发射协议。而调整后，Arianespace公司将仍是Synspective公司StriX星座工作星的发射服务提供商。

3 QPS-SAR 微型卫星星座

QPS研究所（iQPS）是一家位于日本福冈市的创新企业，于2005年创立，由具有政府背景的日本产业革新机构，以及福冈市境内的投资公司等9家投资商出资成立。QPS研究所计划研制由36颗微型SAR卫星组成的QPS-SAR星座，其目标就是为用户提供全天候7×24h的对地观测信息服务，实现无论观测目标在地球的哪个部位，系统都可以在10min内获取观测目标信息的目的。2017年，该研究所筹集到23.5亿日元（约合1.36亿人民币），在2020年底前发射2颗微型SAR卫星。

QPS-SAR卫星质量约100kg，采用抛物面型天线，天线直径为3.6m，质量为10kg。卫星采用双太阳电池翼结构，2个太阳电池翼位于星体的两侧，星体呈六面体结构，星体表面布满太阳能电池。QPSSAR卫星分辨率为1m，能够分辨出路面行驶的汽车[5]。

QPS-SAR卫星示意图

QPS-SAR第1颗卫星为IZANAGI卫星，于2019年11月12日搭乘印度的极轨卫星运载火箭（PSLV-QL）在印度斯里赫里戈达岛发射场发射上天。卫星有效载荷为X频段的SAR。卫星轨道为远地点582.9km，近地点575.3km的轨道，轨道倾角为37.0°，卫星的运行周期为96.1min，轨道半长轴为6950km。QPS-SAR第2颗卫星为IZANAMI卫星，计划于2020年发射上天。

4 结束语

微型SAR卫星由于质量轻、体积小、投资小，且不受昼夜、天气等影响，可全天时、全天候地工作，在对地观测领域受到普遍重视。日本的初创公司虽然起步不算早，但起点高，瞄准高分辨率（1m），发展快。目前，已于2019年发射首颗微型SAR卫星，2020年将有2颗微型SAR卫星发射上天。日本的微型SAR卫星未来发展值得期待。