SAR，全稱是合成孔徑雷達(dá)，通過向地面發(fā)射電磁波、接收地面回波來探測(cè)地面情況。SAR工作不受光照、天氣條件限制，是極端天氣條件下對(duì)地觀測(cè)的一把好手。自上世紀(jì)七八十年代起，國(guó)際上多國(guó)都先后研制發(fā)射SAR衛(wèi)星，用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。但是，目前國(guó)際上SAR衛(wèi)星都運(yùn)行于低軌，衛(wèi)星過境時(shí)間短、重訪周期長(zhǎng)、觀測(cè)范圍小，難以滿足應(yīng)急、搶險(xiǎn)和救災(zāi)的時(shí)效性需求。

高軌（地球同步軌道）衛(wèi)星繞地飛行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等，從地面上看，衛(wèi)星相對(duì)固定在地面上空，可以有效彌補(bǔ)低軌衛(wèi)星在觀測(cè)時(shí)間上的不足。同時(shí)，高軌衛(wèi)星以其“站得高、看得廣”的優(yōu)勢(shì)，在觀測(cè)范圍上也能對(duì)低軌衛(wèi)星進(jìn)行良好補(bǔ)充。

“高軌SAR將是防災(zāi)減災(zāi)的一大利器?！苯?jīng)過廣泛調(diào)研，五院研制人員認(rèn)識(shí)到研制高軌SAR衛(wèi)星的重要性。但是，由于高軌衛(wèi)星位于“萬(wàn)里之外”，雷達(dá)信號(hào)在太空中傳輸呈指數(shù)型衰減，同時(shí)SAR對(duì)于軌道精度要求很高，如何讓SAR在高軌順利成像已經(jīng)成為“世界級(jí)難題”。

“我國(guó)航天事業(yè)就是白手起家發(fā)展壯大起來的。為了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，再大的難題，我們也一定能攻克！”面對(duì)國(guó)家的需要、人民的呼喚，研制團(tuán)隊(duì)決定勇闖無(wú)人區(qū)，攻克高軌SAR技術(shù)難關(guān)，為我國(guó)建立高軌防災(zāi)減災(zāi)觀測(cè)系統(tǒng)，用航天科技服務(wù)美好生活！

▲ 衛(wèi)星研制人員討論技術(shù)細(xì)節(jié)

研制高軌SAR的構(gòu)想與國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)建設(shè)需求完美契合。為了更好地支持這一“世界首創(chuàng)”項(xiàng)目的研究，五院堅(jiān)持航天系統(tǒng)思維，由陸地探測(cè)四號(hào)01星總指揮、總設(shè)計(jì)師帶隊(duì)，總體單位、載荷控制等分系統(tǒng)單位成員共同組成項(xiàng)目論證團(tuán)隊(duì)，從理論可行與工程可實(shí)現(xiàn)兩方面入手，開始了對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可行性論證。

面對(duì)“SAR在高軌上能否成像”這個(gè)世界級(jí)難題，研制團(tuán)隊(duì)從成像機(jī)理開始深挖，梳理出影響成像的關(guān)鍵因素并逐一進(jìn)行分析。“想想老一輩航天人是怎么過來的。沒有成熟經(jīng)驗(yàn)，我們就從最原始的原理入手，再逐漸嘗試，一步步探索出道路。”回憶起當(dāng)時(shí)的論證場(chǎng)景，團(tuán)隊(duì)成員坦言，雖然面對(duì)“一張白紙”有過迷茫，但是始終有一種精神力量在支撐著大家前進(jìn)。

與光學(xué)衛(wèi)星“咔嚓”拍張照不同，SAR衛(wèi)星是依靠數(shù)據(jù)反演進(jìn)行成像。據(jù)陸地探測(cè)四號(hào)01星研制人員介紹，“為了確保高軌SAR能成像，研制團(tuán)隊(duì)率先對(duì)成像算法的精確性這一‘主要矛盾’開展研究，對(duì)梳理出的諸多影響成像的因素逐一分析討論，經(jīng)過大量的計(jì)算和仿真試驗(yàn)，為高軌SAR量身定做出一套可行算法?！?/p>

驗(yàn)證成像理論可行后，研制團(tuán)隊(duì)還需克服多個(gè)關(guān)鍵因素的影響。為此，研制團(tuán)隊(duì)對(duì)多種SAR衛(wèi)星成像方案進(jìn)行仿真試驗(yàn)、可行性論證，綜合多種方案的優(yōu)勢(shì)，從載荷上提出創(chuàng)新方案，又對(duì)高軌衛(wèi)星定軌精度方法進(jìn)行升級(jí)換代，勾勒出世界首顆高軌SAR衛(wèi)星最初的樣貌。

2015年，國(guó)防科工局、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)文，正式批復(fù)同意陸地探測(cè)四號(hào)01星列入國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施科研星開展先期攻關(guān)。

有了前期的論證基礎(chǔ)，五院研制團(tuán)隊(duì)針對(duì)高軌SAR成像、大功率、大天線、精密定軌、熱控、電源、姿態(tài)控制等12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集中攻關(guān)。型號(hào)研制人員介紹，“項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都是新難題。大家潛心研究，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，歷時(shí)近2年的時(shí)間，研制出型號(hào)所需產(chǎn)品單機(jī)，同時(shí)積極與國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)單位開展合作，開展校飛試驗(yàn)、動(dòng)力學(xué)仿真、定標(biāo)和幾何校正等，為陸地探測(cè)四號(hào)01星的研制邁出了堅(jiān)實(shí)一步?！?/p>

進(jìn)入工程研制階段，背著國(guó)內(nèi)在軌最大直徑的大天線，舉著又細(xì)又長(zhǎng)的天線展開臂，如何飛上天成為了研制團(tuán)隊(duì)要攻克的首要難題。為此，型號(hào)設(shè)計(jì)師巧妙地優(yōu)化了衛(wèi)星“房子”的布局，給大天線找到合適的家，再給天線的“胳膊”安裝關(guān)節(jié)，讓天線展開臂“環(huán)抱”著衛(wèi)星“房子”，確保整星能夠順利搭乘火箭上天。

為了讓衛(wèi)星從“能飛”到“能用”，就必須讓衛(wèi)星擁有電源這個(gè)“心臟”。高軌SAR“大功率”的特點(diǎn)對(duì)其“心臟供血能力”提出了極高要求，為此，研制團(tuán)隊(duì)全新打造高品質(zhì)電源技術(shù)和產(chǎn)品，確保衛(wèi)星能穩(wěn)定工作。

衛(wèi)星各個(gè)零部件都生產(chǎn)出來，組合在一起試驗(yàn)時(shí)，卻再次遇到了“絆腳石”——大功率單機(jī)產(chǎn)品發(fā)生微放電。面對(duì)全新的產(chǎn)品，沒有經(jīng)驗(yàn)可供參考，研制團(tuán)隊(duì)對(duì)可能導(dǎo)致微放電的原因逐一分析，精準(zhǔn)定位至“材料放氣干擾”。又通過更換使用材料、調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，經(jīng)過近百次的調(diào)試，優(yōu)化出微放電可能性最低的方案。

“研制過程中，我們也在不斷優(yōu)化管理機(jī)制?！?陸地探測(cè)四號(hào)01星研制人員介紹，“大家團(tuán)結(jié)一心，本著‘零缺陷、零疑點(diǎn)、零故障’的理念，瞄準(zhǔn)‘高質(zhì)量、高效率、高效益’的目標(biāo)，SAR載荷、結(jié)構(gòu)、熱控、控推、電源、測(cè)控等分系統(tǒng)都擰成一股勁，向著確保衛(wèi)星按期保質(zhì)研制完成、早日為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量沖鋒。”