印度ISRO将于本周发射全球最高分辨率的地球静止轨道成像卫星GISAT-1A

本周五清晨，印度空间研究组织（ISRO）将执行 GSLV‑F17 发射任务，升空 GISAT‑1A（又称 EOS‑05）卫星。这颗卫星将成为全球首颗搭载双套高光谱成像仪的地球静止轨道（GEO）卫星。
卫星同时配备两台多光谱成像载荷，其中一台可实现 42 米 / 像素的空间分辨率，是目前地球静止轨道上分辨率最高的光学相机。对比 ISRO 现有 GEO 轨道观测能力，其像素密度实现 567 倍提升。
既然印度已经拥有多颗性能更强的低地球轨道（LEO）、太阳同步轨道（SSO）对地观测卫星，为什么还要研制 GISAT‑1A 这颗 GEO 轨道卫星？
低轨与太阳同步轨道卫星会持续环绕地球飞行，地球自身也在卫星下方自转。卫星想要再次观测同一个地点，往往需要等待数天乃至数周，才能回访目标区域，比对地表发生的变化。 同时这类卫星轨道高度更低，单次拍摄只能获取地表狭窄的条带画面。如果要完成大范围区域成像，需要依靠多次轨道过境、拼接多条观测条带，完整成像周期同样会长达数周。
而部署在地球静止轨道的卫星，相对地面保持位置静止，能够持续盯守同一地面区域，不需要等待轨道过境才能重复观测。GEO 轨道更高的轨道高度，也赋予卫星极宽的观测视场，可以一次性覆盖广袤的地理区域，不用分条带拼接图像。
但事物存在两面性：轨道距离地球越远，天然会制约光学载荷能够达到的空间分辨率。
即便受限于 GEO 轨道的远距离条件，ISRO 为 GISAT‑1A 研制的 MX‑VNIR 载荷依旧实现了亮眼的 42 米 / 像素分辨率。这份性能尤为难得，因为它属于多光谱成像仪。 常规对地观测卫星，最高分辨率大多来自全色（灰度）相机；多光谱设备需要把入射光线拆分为多个光谱通道，受硬件限制，分辨率普遍会更低。而 MX‑VNIR 的表现，甚至超过了现有 GEO 轨道部分全色成像设备的水平。
依托 GEO 轨道得天独厚的优势，该卫星可以每 10 分钟完成一次几乎覆盖整个印度次大陆的成像，还支持一次性拍摄整个南亚区域。 面对洪水、气旋、山林野火这类演化速度极快的自然灾害，该能力价值突出：应急部门可以近乎实时追踪灾害发展态势，而不是只能依靠灾前、灾后两张静态图片做对比研判。
GISAT‑1A 搭载的多光谱 + 高光谱成套载荷，不只是拍摄高清地表影像，还可以解析出更多深层信息：掌握自然资源分布情况、评估农作物与植被健康状态、识别水体污染与水华藻类爆发；除此之外，理论上还有机会从敌方区域影像中识别经过伪装的军事设施。
因此这颗卫星的应用场景十分广泛，覆盖农业、林业、水资源监测、矿产勘探、海洋研究，同时也服务国防相关需求。
GISAT‑1A 是 2021 年 8 月 GSLV‑F10 发射失利损毁的 GISAT‑1 卫星的后继替代型号。