新華社北京12月11日電 題:觀天象知冷暖,“風(fēng)云”衛(wèi)星添“新丁”——解碼風(fēng)云四號衛(wèi)星

新華社記者白國龍

 12月11日,搭載風(fēng)云四號衛(wèi)星的運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。新華社記者陳建力攝

2016年12月11日凌晨,風(fēng)云四號衛(wèi)星從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空,風(fēng)云衛(wèi)星家族又添“新丁”。這是我國最先進(jìn)的靜止軌道氣象衛(wèi)星,承擔(dān)著靜止軌道氣象衛(wèi)星升級換代的使命,將進(jìn)一步提升我國氣象衛(wèi)星的觀測水平。

風(fēng)云四號:“七字”玄機(jī)

風(fēng)云四號的玄機(jī),可用“七六五四三二一”七個字解釋。

——“七”年設(shè)計(jì)壽命,近七年自主研制。

2010年3月,我國風(fēng)云四號科研試驗(yàn)衛(wèi)星工程正式立項(xiàng)。中國航天科技集團(tuán)公司八院風(fēng)云四號衛(wèi)星系統(tǒng)總師董瑤海說,早前也試圖與歐洲合作,但一個小小的元器件,歐洲人卻開出比整星還貴的天價(jià)——“5億元人民幣你要不要?”

航天高技術(shù)是買不來的。近七年的鉆研,打造出這顆設(shè)計(jì)壽命七年的風(fēng)云四號,最令董瑤海自豪的是,“所有的核心技術(shù)都是自主研發(fā)的”。

——“六”面柱體構(gòu)型。

風(fēng)云四號采用六面柱體構(gòu)型,具有對地面大、質(zhì)心低等優(yōu)點(diǎn),有利于安裝體積更大、數(shù)量更多的有效載荷,能讓衛(wèi)星在太空中更穩(wěn)定地運(yùn)行。

——“五”項(xiàng)任務(wù),“體重”超五噸。

風(fēng)云四號是發(fā)射重量達(dá)5.4噸的大衛(wèi)星,它有五大任務(wù):獲取地球表面和云的多光譜、高精度定量觀測數(shù)據(jù)和圖像,獲得高頻次的區(qū)域圖像;實(shí)現(xiàn)大氣溫度和濕度參數(shù)的垂直結(jié)構(gòu)觀測;實(shí)現(xiàn)閃電成像觀測;完成衛(wèi)星圖像、遙感數(shù)據(jù)及產(chǎn)品分發(fā)和災(zāi)害性天氣警報(bào)信息發(fā)布;監(jiān)測太陽活動和空間環(huán)境等。

——“四”大有效載荷。

中國航天科技集團(tuán)公司八院風(fēng)云四號衛(wèi)星工程總師李卿介紹,風(fēng)云四號觀天象、測風(fēng)云靠的是裝載多通道掃描成像輻射計(jì)、干涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間環(huán)境監(jiān)測儀器包等4個探測載荷。

——“三”軸穩(wěn)定控制。

與衛(wèi)星風(fēng)云二號采用的自旋穩(wěn)定控制不同,三軸穩(wěn)定控制能讓風(fēng)云四號在X、Y、Z三個方向上均相對地球保持姿態(tài)不動,讓衛(wèi)星的有效載荷始終對準(zhǔn)需要觀測的目標(biāo),從而將觀測效率與風(fēng)云二號相比提高近20倍。

——“二”代靜止軌道氣象衛(wèi)星。

我國氣象衛(wèi)星有極軌和靜止軌道兩個序列。目前,極軌氣象衛(wèi)星方面,新一代的風(fēng)云三號衛(wèi)星已全面取代風(fēng)云一號衛(wèi)星;靜止軌道氣象衛(wèi)星中,風(fēng)云二號首星發(fā)射距今已有19年,作為第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星的首發(fā)星,風(fēng)云四號為我國靜止軌道氣象衛(wèi)星的升級換代吹響號角。

——“一”個太陽翼。

為了使衛(wèi)星上的紅外探測儀不受太陽帆板上產(chǎn)生紅外輻射反射的影響,風(fēng)云四號采用了單太陽翼的設(shè)計(jì),保證衛(wèi)星定標(biāo)精度。

風(fēng)云家族:榮耀40年

明天的天氣會怎樣?這與我們每個人的生活密切相關(guān)。

在古代,人們靠肉眼觀察風(fēng)云;后來有了探空氣球、氣象雷達(dá)等觀測工具。1960年4月1日,美國發(fā)射了世界上第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1,人類從此進(jìn)入了氣象衛(wèi)星時(shí)代。

1969年周恩來總理指示:“要搞我們自己的氣象衛(wèi)星。”1977年,風(fēng)云一號衛(wèi)星開始研制,拉開了我國風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星發(fā)展的帷幕。

經(jīng)過近40年發(fā)展,我國成功發(fā)射了4顆風(fēng)云一號、 7顆風(fēng)云二號、3顆風(fēng)云三號衛(wèi)星,形成極軌氣象衛(wèi)星和靜止軌道氣象衛(wèi)星兩大系列。極軌衛(wèi)星圍繞南北極跨越赤道飛行,主要用于天氣預(yù)報(bào)、生態(tài)、環(huán)境監(jiān)測以及氣候變化研究。

靜止衛(wèi)星在地球赤道上空,與地球自轉(zhuǎn)同步運(yùn)行,能對局部地區(qū)進(jìn)行高頻次的觀測,對中尺度強(qiáng)對流天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)。

國家國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)說,風(fēng)云二號衛(wèi)星從1998年投入運(yùn)行以來,截止到2015年底,對登陸或影響我國的168個臺風(fēng)監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料的加入,使臺風(fēng)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率連年提升,為我國防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化、保障生態(tài)文明建設(shè)等做出了重要貢獻(xiàn)。

如今,我國風(fēng)云系列衛(wèi)星已經(jīng)達(dá)到國外同類衛(wèi)星的先進(jìn)水平,被世界氣象組織(WMO)列入國際氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星序列,為全球70多個國家和地區(qū)、國內(nèi)2500家用戶提供風(fēng)云衛(wèi)星資料。

對標(biāo)世界一流,“風(fēng)云”三分天下

隨著近些年厄爾尼諾現(xiàn)象的加劇,局部極端天氣愈加頻繁,世界各國都在提升氣象衛(wèi)星的精確度和實(shí)時(shí)性上發(fā)力。

國家國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)說,我國風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星現(xiàn)已形成與美國、歐洲氣象衛(wèi)星三足鼎立的局面,目前東半球的氣象預(yù)報(bào)主要靠我國的氣象衛(wèi)星提供相關(guān)資料。

2016年11月2日,日本發(fā)射了向日葵9號氣象衛(wèi)星,18天后,美國GOES-R氣象衛(wèi)星也發(fā)射升空。

而此次發(fā)射的風(fēng)云四號,與向日葵9號、GOES-R衛(wèi)星及歐洲正在研制的MTG等均屬于新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星。

據(jù)國家國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)介紹,風(fēng)云四號的掃描輻射計(jì)技術(shù)指標(biāo)與美國剛剛發(fā)射的GOSE-R相當(dāng),能感知地面溫度0.1℃的變化,全圓盤成像時(shí)間15分鐘,1000×1000公里區(qū)域觀測能力為1分鐘。

同時(shí),擁有1600個探測通道的干涉式大氣垂直探測儀是國際首次發(fā)射,能大大提高氣象觀測的能力。而干涉式大氣垂直探測儀和多通道掃描成像輻射計(jì)兩臺大型儀器載荷也是國際首次集于一顆衛(wèi)星,采用圖像定位與配準(zhǔn)系統(tǒng)和微振動抑制系統(tǒng),解決了世界性難題。

此外,我國自主研制的閃電成像儀能一秒鐘拍攝500張閃電圖,提供閃電災(zāi)害預(yù)警,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)總師張志清說,風(fēng)云四號是世界上性能先進(jìn)甚至是領(lǐng)先的氣象衛(wèi)星,未來將在天氣監(jiān)測與預(yù)報(bào)、氣象防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、航空和空間天氣等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。將來還會有更多的氣象衛(wèi)星加入觀測風(fēng)雨溫濕,預(yù)警冰雪雷電的隊(duì)伍中,守望人間“冷暖”。