海丝星座小卫星：走！带你追光瞰海

薛思涵 余小龙

看家本领：“千里眼”

在全球气候变化背景下，为满足近海及城市水源生态环境监测的需求，中国利用最新发展的低成本微小卫星技术，于2020年12月22日，发射了海丝一号合成孔径雷达（SAR）小卫星，并计划发射海丝二号多光谱水色小卫星。

海丝一号是国际首颗C 波段轻小型合成孔径雷达卫星。什么是合成孔径雷达呢？它就像一台“相机”，这台“相机”捕捉的不是人眼可见的光，而是由它本身发射并从目标散射回来的微波。当海丝一号扫过特定区域时，它会不断运动，同时对某一特定目标进行拍摄，获取一系列影像。这些影像只是半成品，海丝一号会对这些影像进行“数字”合成，最終获得高清的遥感影像。

海丝一号的重量大约为180千克，不到传统合成孔径雷达（SAR）卫星的十分之一。别看它重量小，它可是有一双“千里眼”：因为雷达波几乎不受云层影响，即使是阴雨等恶劣天气，也能穿透云层，进行全天候观测。

与人眼熟悉的光学成像不同，合成孔径雷达（SAR）图像是黑白图，陆地上，黑色的可能是淡水、公路、操场等，白色的可能是房屋、飞机、汽车等;在海上，白色的为船舶，黑色的为油膜、生活污水排放、河流入海口淡水等。

在太空中助力海洋

海丝一号可以对海面风、浪、流、内波等动力环境进行观测。通过海丝一号的“千里眼”，能够看到海面上风浪的大小、海流的运动方向。对于需要出海或者在海上搭建建筑时，这些信息非常关键。另外，海浪本身既是破坏力，也是潜在的新能源，借助海丝一号能看到这些能源的分布特点;海冰会影响船舶航行，从海丝一号获取的海冰分布特征，可指导船舶在海冰中航行。

海丝一号不仅对人类活动有重要作用，还可以监测海洋的污染，为环境保护部门提供相关决策依据。比如，海洋中的溢油和生活污水在图像中呈现较暗的颜色，如果海岸边出现许多暗斑，则存在被污染的可能。

“察颜观色”的海丝二号

海丝二号是一颗多光谱的水色小卫星，计划2021年6月发射升空。与海丝一号黑白成像不同，海丝二号可以看到“五彩斑斓”的海洋。

海丝二号的工作原理是什么呢？简单来说，太阳光照射进入水体后，因为水中的浮游植物和溶解物会选择性地吸收一部分颜色的光，但对于它们不喜欢的光，最终就会通过散射离开水面而被海丝二号接收到。因为水中的每种物质都有自己特定的“喜好”，科学家通过对比出水光和入水光在不同颜色处的“剩余量”，也就是海丝二号拍摄照片中不同水体的颜色，就可分析出水中主要有哪些物质，以及它们的含量了。对于清澈的浅海，比如美丽的南沙岛礁，这些颜色“剩余量”能够了解海底的成分及其深度。

海丝一号和海丝二号是互补的关系，对两者数据综合分析能够对区域生物地球化学过程做出更加精确的解释，以服务于海洋“精细化预报”，对于海洋养殖、海岸带旅游、养殖业执法以及保险赔付具有重要意义。