印度媒体炫耀印度间谍卫星已达到25厘米分辨率！其实我们比他们强太多了
据印度媒体报道，印度在2019年发射的Cartosat-3卫星达到了25厘米的分辨率。并号称这颗卫星的图像在军事上具有很高的价值，那么印度航天是不是真的达到了这个水平呢？
首先来看看这颗卫星的基本情况。这是一颗发射质量1625千克的卫星，采用标准的97.5度倾角太阳同步轨道。卫星上携带了全色相机和多光谱相机。所谓的0.25米分辨率，指的就是全色相机参数。
我们知道，要想提高卫星的分辨率，有三个主要因素:镜头焦距、感光器件性能、卫星轨道高度。
【Cartosat-3卫星】
轨道高度是在发射入轨过程中就设定好的。一般来说，高于500千米的是民用遥感卫星，低于500千米的可能是军用卫星。如果轨道高度在200千米左右，那几乎一定是军用侦察卫星。这是印度靠自己的力量就能实现的事情。Cartosat-3的轨道高度是509千米，这是很典型的民用遥感卫星轨道选择。也就是说，如果它把轨道高度降低到200千米左右，一定能大幅度提高分辨率，当然这个高度的空气密度还比较大，会影响卫星寿命。
印度Cartosat-3使用了1.2米直径光学镜头。它的光学部分还包括自适应光学部件，微机电（MEMS)对焦元件。至于由谁来制造相机的镜头，印度有很多选择，如果要求比较低，可以在国内生产。如果选择进口，有白俄罗斯、俄罗斯、法国等多个国家愿意合作，难度也不大。
难度最大的就是感光器件。遥感卫星上包含大量的高科技电子元器件和光学器件。因为在外太空飞行的卫星和宇宙飞船，必须抵御严酷的太空环境，除了动辄零下一两百度到零上一两百度的温度变化以外，还充满了致命的宇宙射线。民用的电子元器件在这种环境下是根本无法工作的。
航天级电子元器件并不需要特别先进的半导体加工设备。但是，它的加工工艺，封装工艺都是特殊的。要知道，航天级的电子元器件并不是所有国家都能自己生产的。那么，印度在航天级电子元器件和光学器件方面有什么实力呢？印度航天研究组织）下属有两个实验室与此相关：１．电子光学系统实验室，负责设计开发和生产航天级的光电传感器和光学设备，包括开发CCD，光电陀螺，卫星内光纤连接器，高分辨率照相光学设备，和各种微机电设备，包括加速度传感器等。２．半导体实验室，负责开发航天级集成电路，包括各种专用处理器（ASIC），微机电元器件（MEMS），和射频器件等。其半导体加工技术主要来自于以色列的Tower半导体公司（包括在美国的分公司TowerJazz半导体）。
据称，这个半导体实验室已经建成了8寸晶圆的生产线，拥有0.18微米（180纳米）的CMOS半导体生产工艺。尽管在一些展会上，ISRO展示了一些自己生产的航天级元器件，但是否已经在印度的卫星上大量应用，还是个疑问。因为我们知道印度在政治上没有受到美国的排挤，能够在国际上采购到西方国家生产的航天级电子元器件。据我们所知，印度每年都进口大量的西方国家生产的航天级电子元器件。
和中国对比一下。我们知道中国航天系统下属的北京微电子研究所（772所），西安微电子研究所（771所），复旦微电子，长春光机等等科研单位，能够生产我们卫星上需要的几乎全部电子元器件，并且近些年来开始大量出口俄罗斯。北京772所甚至进入了法国泰勒斯公司的供应链，一些航天级电子元器件甚至开始出口到欧洲。
所以，如果不出意料，Catosat-3上的关键电子和光学部件都是进口的，或者“合作”开发的。但是我们不应该小瞧印度的野心。如果持续投入，他们也许会在某一天拥有自产的航天级关键零部件。
还有一些实际细节会影响最终实现的图像分辨率。比如镜头的加工质量、卫星数据下行通道的稳定性、卫星姿态控制的精度。镜头加工质量是一个固定的指标，制造完成之后就不会变化了。但后两个因素是会受到空间环境因素影响的。如果宇宙射线、电离层或者其他自然因素严重干扰了无线电通信，那么卫星拍摄的图像穿回地球，就会发生失真或者质量下降。如果卫星在天上不停地晃动，当然会影响实际的图像清晰度。
印度公布的25厘米分辨率是不是能稳定地实现，还是只能在有限时间里做得到，取决于这些细节。不过这类数据只有卫星运营部门才能掌握，外界是不知道的。
【Cartosat-3的发射】
那么印度这颗卫星在国际上处在什么水平呢？从基础工业水平来说，印度比中国差得远，在卫星这种高精尖产品上会体现得非常明显。既然Cartosat-3对外宣传的分辨率达到了25厘米，那么我们来寻找一颗与之类似的中国卫星作对照。2016年中国发射了两颗叫高景一号的卫星，轨道高度设定在了530千米，与Cartosat-3近似。但高景一号的分辨率分辨率只有0.5米。需要知道的是，这并不是因为中国航天造不出更高分辨率的卫星，而是中国法律不允许公开销售分辨率更高的卫星图像。于是制造部门把技术优势体现在了其他地方——高景一号的发射重量只有560千克，也就是Cartosat-3的三分之一，而且寿命还比它长3年。
至于美国，在2014年就发射了一颗叫做世界观测3的卫星。这颗卫星的最高分辨率达到了0.31米，听起来似乎也不如Cartosat-3。然而世界观测3的轨道高度是617千米，而且美国法律禁止出售分辨率高于0.30米的图像，所以它的性能指标也就只好如此了。需要注意的是，世界观测3有相当强大的高光谱拍摄能力，为此增加了相当多设备，重量高达2.8吨。
因此我们可以得到结论，Cartosat-3即使真的实现了0.25米的分辨率，在国际上也处在较为靠后的排名上。
实际上，即使没有印度的这颗卫星，高分辨率的卫星图像也不是什么神秘的东西了。美国数字地球公司已经在公开销售分辨率达到31厘米的图像，除了受到美国制裁的中国、俄罗斯、伊朗等国，其他人都可以自由采购。印度之所以要发射自己的卫星，主要是为了方便和保密。美国的卫星控制在美国人手里，轨道和姿态如何调整要听美国人的，印度只能根据美国卫星的飞行计划来选购图像。从美国手里购买图像，就等于告诉对方自己在关心什么地方，暴露战略意图。
另一方面，人们也要开始逐步习惯这样一件事，高分辨率卫星图像的扩散已经是不可避免的。到目前为止，全球分辨率优于1米、具有较高军用价值的商业遥感卫星已经相当多。无论哪个国家，要想完全隐瞒大规模军事设施和军事行动，已经是不可能的事情了。即使开凿地下工程，那么设备和设施的聚集、物资的集中、渣土的清运，都是逃不过卫星遥感的。
正是因为如此，无论美国和中国都立法限制卫星图像的销售，以防被恐怖分子滥用。分辨率太高的图像是不能出售的。印度如果真的实现了0.25米的卫星图像分辨率，也要考虑考虑销售政策，承担起自己应该承担的安全义务。印度媒体在报道时，贴出了一张Cartosat-3拍摄的低分辨率图像，至于0.25米的图像，至今还没有放出。民用卫星的图像是不需要保密的，所以我们很期待Cartosat-3最高分辨率图像的真迹流出。
【Cartosat-3拍摄的低分辨率图像】
而这颗卫星的测控和运营情况如何呢？去年印度队月球发射探测器，就是西方测控的，测控和运营能力不足的话，买了用不了，或者用不好，也是常事，买高分辨率卫星，出低分辨率效果，能否及时出图研判并做出合适反应，是一系列的问题。印度这些年最擅长的就是在硬件上想搞个大新闻，但其他方方面面的配套和系统工作都严重跟不上。而这个所谓硬件上的大新闻，很多也只是对国内忽悠而已，显得印度航天大跃进，印度科技大跃进了，从而提升印度政府形象以及莫迪个人的执政能力。
作者：孔 新 微胖 军美