在英國對地觀測儀器中心（CEOI）的資助下，意大利萊昂納多公司和英國薩里衛(wèi)星技術(shù)有限公司（SSTL）將聯(lián)合研制一種用于低成本先進(jìn)中波紅外（MWIR）成像儀的新型探測器組件。此項合作旨在利用萊昂納多公司已在其他空間項目中采用的先進(jìn)材料生長與混成技術(shù)以及SSTL公司在商業(yè)航天任務(wù)中使用商用現(xiàn)貨（COTS）技術(shù)的廣泛經(jīng)驗。

這種中波紅外成像儀將被設(shè)計具有3.5 m大小的地面采樣距離（GSD），且適用于發(fā)射重量約為130 kg的低成本小型機動平臺，以滿足未來不斷發(fā)展的對地觀測星座的市場需求。它將采用萊昂納多公司生產(chǎn)的高性能中波紅外探測器制冷機組件。該組件包含一個像元間距為8 μm、工作波段為3.7～4.95 μm的碲鎘汞（MCT）探測器陣列。這是目前全球在售的中波紅外探測器產(chǎn)品中的最小像元尺寸。他們將對此探測器進(jìn)行重新設(shè)計，為其配備一個壽命更長、振動更小的COTS分置式線性斯特林制冷機以及新的用于提供探測器與成像儀之間接口的電子學(xué)組件。這種高性能中波紅外探測器組件將于2021年搭載SSTL公司的DarkCarb技術(shù)驗證衛(wèi)星（見圖1）升空。

圖1 DarkCarb技術(shù)驗證衛(wèi)星的概念圖（來源：SSTL公司）

近年來，隨著高空間/時間分辨率成像需求的日益增長，對地觀測應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展。目前市面上的大多數(shù)衛(wèi)星圖像均為可見光圖像，而且由于需要依賴良好的照明條件，都是在當(dāng)?shù)貢r間的中午或下午采集。但中波紅外成像能力則可突破這一限制，因為其探測信號是取決于場景溫度的。另外，它還可幫助人們對溫度不同的目標(biāo)及物體表面進(jìn)行區(qū)分，為傳統(tǒng)的光學(xué)圖像提供補充信息。通過與光學(xué)系統(tǒng)及遙感影像變化檢測算法相結(jié)合，中波紅外圖像數(shù)據(jù)可主要用于國防安全領(lǐng)域。例如，在確定目標(biāo)位置的條件下，根據(jù)該數(shù)據(jù)就有可能獲得相關(guān)場景中的近期活動信息，從而探測出最近使用過或者移動過的車輛。另外，高分辨率中波紅外圖像數(shù)據(jù)還可立即用于當(dāng)前的許多空間遙感應(yīng)用，比如監(jiān)測持續(xù)火災(zāi)的控制與撲滅進(jìn)度（災(zāi)難支援）以及工業(yè)設(shè)施的熱排放和污染情況。在英國2014年發(fā)布的《國家空間技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略》中，具有紅外探測能力的成像系統(tǒng)被確定為重點研究領(lǐng)域之一。此前，該系統(tǒng)也被英國國防部《國防技術(shù)戰(zhàn)略》列為一種關(guān)鍵的交叉前沿技術(shù)。

相關(guān)人員表示，這項新技術(shù)將會改變?nèi)驅(qū)Φ赜^測市場。以前人們主要關(guān)注較窄的波段范圍，而如今對混合傳感器及互補數(shù)據(jù)集的需求則在不斷增長。在SSTL公司已發(fā)射的Carbonite系列衛(wèi)星（見圖2）的基礎(chǔ)上，該技術(shù)將可使用戶像此前處理可見光圖像一樣受益于紅外成像能力，進(jìn)而降低相關(guān)成本。

圖2 Carbonite-2衛(wèi)星的實物圖（來源：SSTL公司）