当一枚火箭只发一颗卫星,这事儿通常不简单。2026 年 10 月 21 日,山东日照海边一艘船上发射了一枚火箭,谷神星一号,仅带着一颗 300 公斤的西光肆号 01 星升空。这是全球首个民用低倾角遥感星座“五羊星座”的首颗卫星。

西光肆号 01 星海上发射。丨中科西光航天
首个嘛,肯定有特别之处,就是这颗卫星的轨道很有讲究。遥感卫星其实就是个太空照相机,给地球拍照用的。那就得找好角度、光线、位置什么的才能拍好。当然,天气等临时情况也有影响。但是都挤到一个位置,就比较拥挤了。
目前全球主流的遥感卫星 95% 以上都挤在一条轨道上——太阳同步极轨轨道。这类轨道的高度,集中在 500~1000 公里,轨道倾角在 97°~100° 之间,能保证卫星每次过境同一纬度时的光照条件几乎完全一致,特别适合长时序的地表变化监测、资源普查等场景,方便对比不同时期的地表变化。

太阳同步极轨轨道,轨道平面相对太阳始终保持同一角度(黄色夹角)。由于地球自转,卫星每天能覆盖地球一遍,对固定地点每天过境两次(昼夜各一次)。丨编辑绘图
但是它有个短板,单颗太阳同步极轨卫星,对同一地区每天最多只能过境 2 次,两次间隔 12 小时左右,赤道附近的低纬度区域甚至要等好几天才能获得一次有效观测机会。也就是说,它的轨道资源大量浪费在几乎没有观测需求的南北极区域。
而赤道两侧的南北纬 39 度之间,挤着全球一半以上的人口、主要经济体和关键生态带,被称为“地球金腰带”。每天的有效观测窗口仅 40~60 分钟,一旦被云雾、阴雨错过,就要等第二天甚至更久。这导致台风路径追踪、赤潮暴发监测、一年三熟水稻长势研判、粤港澳大湾区城市群扩张监测等高频次需求长期供给不足。
给“金腰带”装高频摄像头
这次由中科西光航天承制的“五羊星座”首颗卫星,聚焦的就是这个“地球金腰带”的观测空白。这是我国首个面向低纬度区域、具备高分宽幅与全谱段能力的智能化空天信息服务体系,在同等规模下,其在低纬区域的重访率能达到一般极轨卫星的约 7 倍。

西光肆号 01 星正面。丨中科西光航天

西光肆号 01 星半侧面。丨中科西光航天
这么具有优势的轨道,既然上去了,功能必须要全面。仅这一颗星上,就带了 0.5 米分辨率高分相机、2 米多光谱相机、30 米宽幅红外载荷,一次过境兼顾亚米级精细观测与百公里级宽幅推扫。还带了电推进系统和高速数传链路,保障轨道维持,数据还能即时下传。
不过,有优势就肯定有难点。这个 39° 低倾角轨道相比太阳同步轨道,卫星在轨经受的太阳入射角、地球红外与反照热,随季节和轨道位置变化更为剧烈,平台结构的承载能力和热控系统的调节能力都面临更高要求,在力热设计方面就要面临很大的挑战。

低倾角轨道示意,卫星运行环境变化更剧烈。丨中科西光航天
此外,还需要使用自带的电推进进行变轨,需要在较短时间内完成约 100 公里的轨道高度机动。这种大幅度的轨道位置上下变动,对推进系统的推力精度、平台姿态的稳定控制以及在轨能源供给都是严峻考验,任何一环出现偏差都会直接影响成像质量与任务寿命。
作为先导星,西光肆号 01 星任务还很艰巨,眼下并不急着干活,而是替后面的 25 颗业务星探路,验证轨道行不行、载荷好不好用、电推进听不听话,收集实测数据为批量组网降低风险。
注:此前美国 BlackSky 遥感星座,已使用过约 42°-45° 倾角轨道的卫星,主要服务于军事和情报领域。
赋能“一带一路”空间信息走廊
五羊星座组网后,将覆盖我国南部 15 省市,辐射东南亚、非洲、南美等 99 个广大低纬度国家,提供高频次遥感数据供给。
对内可支撑城市治理、防灾减灾、生态保育、精细农业、河湖监测等多元场景;对外可依托“海上丝绸之路”输出空间信息服务能力,助力区域灾害预警、资源普查、跨境生态协同治理,为低纬度地区可持续发展注入天基动能。
值得一提的是,该星也是我国探索国际空间合作新范式的重要载体,已纳入亚太空间合作组织(APSCO)星座与亚洲大洋洲地球观测组织(AOGEO)数据资源体系,深度参与“一带一路”空间信息走廊建设。
目前,地球近地轨道资源在有能力发射火箭的国家之间存在激烈竞争,开发出新的轨道,本身也是在为全球空间治理贡献中国方案与中国力量。
策划制作
作者丨房广坤 科普创作者
审核丨周炳红 中国航天科普大使、研究员
策划丨高佩雯 江帆
责编丨刘晓璐







