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

新華社記者白國龍

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

2016年12月11日凌晨,風云四號衛(wèi)星從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空,風云衛(wèi)星家族又添“新丁”。這是我國最先進的靜止軌道氣象衛(wèi)星,承擔著靜止軌道氣象衛(wèi)星升級換代的使命,將進一步提升我國氣象衛(wèi)星的觀測水平。

風云四號:“七字”玄機

風云四號的玄機,可用“七六五四三二一”七個字解釋。

——“七”年設計壽命,近七年自主研制。

2010年3月,我國風云四號科研試驗衛(wèi)星工程正式立項。中國航天科技集團公司八院風云四號衛(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——“5億元人民幣你要不要?”

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

——“六”面柱體構型。

風云四號采用六面柱體構型,具有對地面大、質心低等優(yōu)點,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)定地運行。

——“五”項任務,“體重”超五噸。

風云四號是發(fā)射重量達5.4噸的大衛(wèi)星,它有五大任務: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;實現(xiàn)大氣溫度和濕度參數(shù)的垂直結構觀測;實現(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)和災害性天氣警報信息發(fā)布;監(jiān)測太陽活動和空間環(huán)境等。

——“四”大有效載荷。

中國航天科技集團公司八院風云四號衛(wèi)星工程總師李卿介紹,風云四號觀天象、測風云靠的是裝載多通道掃描成像輻射計、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需要觀測的目標,從而將觀測效率與風云二號相比提高近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,新一代的風云三號衛(wèi)星已全面取代風云一號衛(wèi)星;靜止軌道氣象衛(wèi)星中,風云二號首星發(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,風云四號采用了單太陽翼的設計,保證衛(wèi)星定標精度。

風云家族: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。

在古代,人們靠肉眼觀察風云;后來有了探空氣球、氣象雷達等觀測工具。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,人類從此進入了氣象衛(wèi)星時代。

1969年周恩來總理指示:“要搞我們自己的氣象衛(wèi)星?！?977年,風云一號衛(wèi)星開始研制,拉開了我國風云系列氣象衛(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顆風云一號、 7顆風云二號、3顆風云三號衛(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,主要用于天氣預報、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,與地球自轉同步運行,能對局部地區(qū)進行高頻次的觀測,對中尺度強對流天氣進行預報。

國家國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅說,風云二號衛(wèi)星從1998年投入運行以來,截止到2015年底,對登陸或影響我國的168個臺風監(jiān)測實現(xiàn)了全覆蓋。風云氣象衛(wèi)星資料的加入,使臺風預報準確率連年提升,為我國防災減災、應對氣候變化、保障生態(tài)文明建設等做出了重要貢獻。

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

對標世界一流,“風云”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)星的精確度和實時性上發(fā)力。

國家國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅說,我國風云系列氣象衛(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報主要靠我國的氣象衛(wèi)星提供相關資料。

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)工程司副司長趙堅介紹,風云四號的掃描輻射計技術指標與美國剛剛發(fā)射的GOSE-R相當,能感知地面溫度0.1℃的變化,全圓盤成像時間15分鐘,1000×1000公里區(qū)域觀測能力為1分鐘。

同時,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,提供閃電災害預警,填補了國內空白。

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