据军工黑科技消息：近日，据国内权威媒体报道，由航天科技集团某研究院牵头研制的“基于分布式可重构航天遥感技术”顺利通过有关部门的项目中期检查。该报道称，“经过3年的研究攻关，科研团队开展了分布式微纳星群系统效能理论和方法等研究，完成了7颗分布式可重构卫星总体方案设计及试验样机装配；解决了全金属轻量化相机制造工艺难题，完成了普查相机和详查相机设计与研制以及纳星敏感器高动态信息融合等新产品研制和新技术应用，超额完成了任务中期进度要求的数量”。

这也是继我国成功突破“13米薄膜成像静止轨道高分辨率遥感卫星光学相机“关键技术之后，我国在新概念光学成像遥感卫星技术取得的又一重大成果。基于微小卫星平台的合成孔径光学成像技术更是前所未闻。本文则根据国内外公开资料对此做一背景解读。

随着全球航天技术的快速进步，世界各国进入空间和利用空间能力大幅提升，如美国发射的“锁眼”系列近地轨道侦察卫星更是代表着对地光学遥感技术的最高水平。然而这类大型、重型卫星普遍研制成本高、研发周期长、对地重访周期长、在轨数量昂贵稀少，常常导致卫星数量不能满足实时侦察需求，面向应急遥感等任务有时会“无能为力”。特别是随着大功率激光武器和反卫星导弹技术的不断成熟，这些近地轨道卫星载荷极易受到攻击，给这些昂贵的航天资产带来了前所未有的威胁。

目前世界航天强国解决问题的方法有两种：

一种是将侦察卫星轨道升得更高，到达距离地面3万6千公里的地球同步轨道进行对地遥感，但这也带来分辨率的急剧下降。美军“锁眼”间谍卫星能在200公里高度拍摄优于0.1米分辨率的照片，但它在地球同步轨道上的理论分辨率便降为18米。如果让静止轨道光学侦察卫星具备1米的分辨率，可见光相机的镜头口径至少要达到30米。如此大的镜头传统的制造技术和工艺很难实现，其体积和重量也大大超过了目前的火箭发射能力。

另一种方法是为了解决这一难题，科学家们提出了各种新概念光学遥感技术，例如上文提到的光学薄膜成像静止轨道遥感卫星。据悉，这种卫星入轨后，就像在太空中撑开一个雨伞，甚至可以展开直径为13至15米的衍射光学薄膜，卫星凝视视场超过2千万平方千米，分辨率高达2.5米，如果制造成20米的“镜片”，就可以实现对航母上飞机和飞行人员的一举一动实施24小时不间断的实况直播，笔者猜测我国已经在该技术上获得了关键突破。

据推测，这种卫星采用可折叠的无色透明的聚酰亚胺薄膜来代替传统的光学镜片，解决了传统反射式空间光学系统在口径增大时面临的重量和拼接精度要求高等难题。

由于我国中科院有关科研机构在这一领域取得的重大突破，曾被国家授予2017年度国家技术发明一等奖。然而该技术也存在着一些尚待解决的难题。由于其利用光在薄膜衍射筛上的干涉来实现光学成像，造成光谱宽度较窄，实现全光谱成像比较困难，这也为敌方对抗其技术提供了可能。其次是光学薄膜的厚度极薄，其厚度仅为几十到几百个微米（1微米相当于1毫米的千分之一），在恶劣的太空环境下能否经受住考验还有待验证。

而分布式可重构航天遥感技术从另一个角度对传统光学遥感成像进行了技术突破。分布式可重构光学遥感卫星技术来源自光学拼接子镜技术。目前单口径的望远镜系统由于已达到光学玻璃制造极限，更大口径的望远镜系统大多采用多片子镜片紧密拼接合成大口径镜面。

例如：我国研制的“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”(LAMOST) ( 使用后命名为郭守敬望远镜)就采用了24块1.1米校正子镜和37块1.1米主观测子镜拼接而成，相当于直径6.5米的圆镜，等效通光口径大于4.9米，是目前国内最大的地基望远镜。然而拼接镜片望远镜很难被用于天基。例如：NASA（美国国家航空航天局）计划发射的詹姆斯韦伯太空望远镜( JSWT)就采用了拼接镜片技术。

由于无法保证拼接镜片在太空展开后的高精度，其发射时间一再被延迟，耗资即将超过百亿美元。科学家们又提出了光学稀疏孔径合成成像技术，他通过多个独立的小孔径子镜，按照一定形式排列等效成大口径主镜。然而这种结构虽然比拼接镜片成像技术有所进步，但一旦子镜失效，短时间内将无法对其修复。我国科学家经仔细研究，提出了基于微小卫星平台的合成孔径光学成像的新概念。

该合成孔径光学成像天基遥感系统每颗微小卫星载有一个子望远镜系统，进入太空轨道后先是采用自由编队的环形飞行方式，并通过计算机控制其飞行路线，当基本达到合成孔径所需要的分辨率要求后，采用空间交会对接技术将所有微小卫星的相对位置固定住，进而满足成像要求。

当图像质量未能达到预期效果，再通过计算机控制系统对各子系统进行控制，调整子系统的工作状态，直到达到比较完善的成像质量，从而达到合成孔径光学成像的功能。由于每个微小卫星上的子望远镜系统完全相同，倘若一个子系统失效，并不影响其观测，只是分辨率会降低。当受到外界环境影响和敌方攻击后可灵活方便替换失效子望远镜系统，以提高系统的可靠性。

除此之外，该分布式可重构微纳卫星还可通过不同的卫星组合方式，形成超大幅宽拼接光学遥感、多星多角度立体观测成像、密集编队长时间连续观测、全球组网快速重访等多种对地遥感模式，满足各种不同的任务需求。