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(xiàng)合作旨在利用萊昂納多公司已在其他空間項(xiàng)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(yàn)。

這種中波紅外成像儀將被設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)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(jì)，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(jī)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(yàn)證衛(wèi)星（見圖1）升空。

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

近年來，隨著高空間/時(shí)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(shí)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?yàn)槠涮綔y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(bǔ)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(diǎn)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(xiàng)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(bǔ)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(shí)物圖（來源：SSTL公司）