从山峰到土丘
Quirin Schiermeier　文    Shea 译
	当雷达卫星达到前所未有的分辨率时，科学家们和军方都为之激动不已。但是这同时也能赚钱吗？ 　　罗尔夫·凡宁豪斯（Rolf Werninghaus）正在习惯如坐针毡的日子。他和他的小组在过去的5年中为之奋斗的“地球综合孔径雷达-X”（TerraSAR-X）卫星本该在去年年底在哈萨克斯坦的拜克努尔发射场使用俄罗斯的“第聂伯”-1型火箭发射升空。但是，发射被推迟到了2月，现在它又被改期到了3月底或者4月初。 　　当由洲际导弹改装的“第聂伯”-1型火箭最终点火发射的时候，它承载的不仅仅是一颗卫星以及研发这个卫星的团队的梦想，它还承载着一个全新的产业的前景。价值1.3亿欧元的TerraSAR-X是一颗雷达遥感卫星，它将开启德国航天中心（DLR）和欧洲航空防务及航天公司（EADS）下属的阿斯特里厄姆公司（Astrium）之间的公-私合作关系。其间是否能盈利将由该卫星是否能在设计的5年寿命中成功运行来决定。但是全世界会有人想购买它的雷达数据产品吗？ 　　雷达卫星具有光学卫星不具备的优势，它可以全天候的在各种光照条件下可靠而定期地监视地面目标。TerraSAR-X在4天左右的时间里可以拍摄地球上任何一点的照片——而且完全不受云层的干扰。“从赤道的热带雨林到北极的海岸线，至今还有很多地方还缺乏光学数据资料，”DLR遥感技术研究所雷达海洋学主管苏珊娜·莱纳（Susane Lehner）说。莱纳和她的德国、美国同事将会使用TerraSAR-X的数据来研究海浪高度、风应力以及佛罗里达海岸和南大洋的海气通量。 聚焦 　　卫星上承担对地观测的设备是一台综合孔径雷达（SAR），它的工作频率为9.65千兆赫，位于无线电波的X波段上，卫星由此得名“地球综合孔径雷达-X”。SAR技术使用雷达发射脉冲和接收回波之间的移动距离来增强图像的细节。通过汇总和分析同一点的回波，卫星相当于使用了更大口径的天线。 　　卫星上主动天线的高分辨率和灵活性是它的卖点。天线的384个子阵可以在不改变卫星姿态的情况下改变发射波束的方向以获得不同模式的图像。在“点光”模式下，TerraSAR-X可以以1米的分辨率拍摄长5千米宽10千米的地域的照片，这可以轻易地分辨出地面上的汽车。这一分辨率远远超出了先前的民用雷达卫星和可见光波段的卫星。同时它的分辨率也至少是欧洲空间局（ESA）的Envisat卫星和加拿大已运行10年的RADARSAT-1卫星的10倍。由于RADARSAT-1的长处是观测海冰，它不具有真正意义上的商业前景。在商业领域只有美国的Ikonos和QuickBird的光学图像能达到这一分辨率。 　　从1978年美国宇航局（NASA）的Seasat卫星开始，各式各样搭载SAR的卫星已经上天差不多30年了。尽管Seasat的数据直到今天还在被使用，但是只有现在的技术才足以开启它的商业应用之门。 　　负责TerraSAR-X市场运作的阿斯特里厄姆公司下属的信息地球公司（Infoterra）希望，由于政府和其他机构看好新雷达卫星的前景进而会购买他们的产品。信息地球公司的总经理姚格·海尔曼（Jörg Herrmann）说，他认为在未来3年里雷达遥感产品的市场会从1千万欧元上升到1亿欧元。它希望TerraSAR-X卫星和工作在长波L波段的日本高新陆地观测卫星（ALOS）以及即将发射的工作在中间C波段的加拿大RADARSAT-2卫星分享雷达数据市场，获得2千万欧元到5千万欧元的市场份额。按照运营高分辨率Ikonos和Orbview卫星的美国GeoEye公司的副总裁马克·布兰德（Mark Brender）的说法，2006年光学卫星的全球市场收益超过了5亿美元。 个人观点 　　并不是所有人都这样乐观。“对于雷达遥感的商业潜力还需要进一步思考，”瑞士开发雷达数据处理软件的伽玛遥感公司的董事长伍斯·瓦格缪勒（Urs Wegmüller）说。他担心雷达产品的投入大而且昂贵，进而使得它变成了一种奢侈品。“民用雷达遥感的市场非常小，而且我们预计它不会像一些人预期的那样会快速增长，”他说：“我怀疑在不远的将来由私人出资的雷达卫星项目是否可行。”ESA和英国发现业界并没有足够的兴趣来研发商业用途的雷达卫星。 　　信息地球公司希望，它的雷达数据的主要客户是各国政府和欧盟。事实上日本已经与之签订了1千万欧元的合同，而且预计前几年收益的半数以上会来自军方客户。私人企业可能会过更长的时间才会开始购买有关的雷达数据产品。“光电影像卫星的商业市场是缓慢发展起来的，”布兰德说：“我们估计雷达卫星也是如此。但是对于资深客户，例如军方和国防部门，也许已经为使用雷达数据做好准备了。” [图片说明]：罗尔夫·凡宁豪斯（Rolf Werninghaus）和他的小组希望TerraSAR-X能找到一条自己的商业市场道路。 　　确实，军方和情报部门对此非常有兴趣，以致于德国第二颗X波段的SAR卫星——SAR-Lupe——也正处于研发中。尽管它没有装备比TerraSAR-X更先进的雷达，但是由于由5颗完全一样的卫星组成，因此它可以在10小时内观测地球上的同一目标。德国的这一设计是为了补充法国在光学波段的观测能力。将于2008年投入使用的法国和意大利的CosmoSkymed卫星是军民两用型的系统。 　　尽管情报部门和军方要花钱购买雷达数据，但是科学家们还是可以在卫星的寿命内免费使用TerraSAR-X的数据。不过科学家们能用这些数据来干什么还需要进一步的观望。先前的雷达遥感卫星使用的长波，通过大型干涉仪获得的图像向我们展示了在地震前和地震时地面的拱起和断裂。“尽管X波段的雷达有极高的分辨率，但是并不适合用在地球科学上，”主持矿区下沉、塌方预报项目的瓦格缪勒说：“不过使用不同的运行模式，TerraSAR-X还是可以很好地满足客户的需要的。” 　　TerraSAR-X可以提供许多方面有意思的信息，包括农作物、冰晶和海浪。海洋学家对此寄予厚望，虽然TerraSAR-X主要是被设计用来进行对地观测的，但是它的“沿迹干涉”模式还能用来探测海冰、测量浪高以及海岸附近的洋流。 综合使用 　　不同波段的数据可以综合到一起获得新的影像。“X波段雷达是对其他波段和光学影像的理想补充，”德国弗里德里希·希勒大学的地理学家克里斯蒂亚娜·施姆刘斯（Christiane Schmullius）说。她领导着由联合国粮农组织资助的世界森林资源评估项目，她和她的同事将会综合使用TerraSAR-X的X波段数据、日本ALOS的L波段数据和其他光学波段的数据。 　　到目前为止，DLR已经接受了超过200个使用TerraSAR-X的科学提案。一些项目，例如监视矿区的下沉和测量海上风场，具有商业潜力，其中超过1/3的获得批准的项目都有企业界的参与。 　　2009年，DLR和阿斯特里厄姆公司计划发射一颗几乎和TerraSAR-X完全一样的卫星——TanDEM-X。综合使用这两颗卫星的数据会为我们提供一个前所未有精度的全球“数字地形模型”，其分辨率小于10米，海拔精度为1米。这两颗卫星也将会探索SAR数据信息的新使用领域，例如测量交通流量。同样的，信息地球公司将会负责数据的市场运作。 　　随着在未来几年阿根廷和韩国的加入，毫无疑问高分辨率雷达遥感会有蓬勃发展。是否有利可图——尤其是已经身处其中的公司——还要拭目以待。“也许很快我们会看到‘Google地球’的雷达数据版，”莱纳说：“我个人很乐意在我办公室的墙上安装实时雷达影像系统，如果我能买得起的话。”
出自：Nature 发布日期：2007-03-01

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