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4月16日,间隔地球407公里的众多太空中,又增加了一颗闪亮的“我国星”风云三号G星。
风云三号G星,这是风云气候卫星宗族的第20颗卫星,也是风云三号系列卫星发射的第6颗星。作为我国首颗低倾角轨迹降水丈量卫星,它的成功发射标志着我国成为全球仅有一起事务运转晨昏、上午、下午和歪斜四条近地轨迹民用气候卫星的国家。
这颗卫星发射背面有怎样的故事?它将为全球气候监测预告服务奉献哪些我国力量?国家卫星气候中心副主任风云三号极轨卫星地上系统总指挥张鹏、风云三号G星地上系统总规划师谷松岩带来了深度解读。
国家卫星气候中心副主任、风云三号极轨卫星地上系统总指挥张鹏(上图)和风云三号G星地上系统总规划师谷松岩(下图)承受我国气候报社全媒体记者采访,解读风云三号G星技能特性、功用及立异打破
■我国首颗低倾角轨迹降水丈量卫星成功发射,标志着我国成为全球仅有一起事务运转晨昏、上午、下午和歪斜四条近地轨迹民用气候卫星的国家。
■特别的外观、特别的轨迹,取决于它特别的使命处理飓风等灾祸性气候系统强降水监测问题,为世界供给全球中低纬区域降水三维结构信息,因而被称为降水星。
■ 经过中继技能完结了降水星数据传输,将数据获取时刻从16小时压缩到3小时内,这也是民用卫星上初次运用中继技能展开事务数据传输。
■国内初次完结星载主被迫微波联合丈量降水系统三维结构、初次完结星载被迫微波辐射计成像和勘探一体化规划、初次生成风云三号被迫微波多星交融归纳数据集。
1、特别的使命,特别的轨迹,特别的外观国内首颗、世界第三颗降水星
作为我国自主研发并到达世界先进水平的第二代极轨气候卫星,风云三号系列卫星大部分归于近极地太阳同步轨迹卫星,散布在离地球800多公里的太空中。而风云三号G星的轨迹高度在407公里,归于非太阳同步歪斜轨迹,且不经过极地,外观也与其他风云三号卫星不同。它为何如此特别?
“特别的外观、特别的轨迹,取决于它特别的使命处理飓风等灾祸性气候系统强降水监测问题,为世界供给全球中低纬区域降水三维结构信息,因而咱们也称它降水星。”张鹏说。
降水是水循环的重要组成部分,在气候改变布景下,气候灾祸频发,对降水系统瞬时结构和全球散布特征的知道,成为人们防灾减灾、了解全球气候改变的重要内容。
现在,我国已建成比较齐备的地上监测网,其间地上降水雷达在监测降水三维信息方面发挥了巨大效果,但它在广袤海域或地势杂乱等区域存在监测盲区。而卫星在监测这些区域方面具有特别优势,那么怎么将降水雷达搬到卫星上,完结强强联合?张鹏表明,研发风云三号G星的意图就在于此,在太空中完结对降水结构的三维滴谱勘探,地空天协同,处理地上降水监测盲区的问题。
风云三号G星上装备有双频降水丈量雷达、微波成像仪、中分辨率光谱成像仪、全球导航卫星掩星勘探仪4个事务载荷和高精度定标器、短波红外偏振多视点成像仪2个实验载荷。经过自动降水雷达、微波降水遥感和红外降水估量,可以供给降水结构的三维立体监测信息,这对于我国强降水监测预告预警、降水机理研讨和支撑人工影响气候事务展开,具有十分重要的含义。
此外,张鹏表明,风云三号G星是继美、日联合发射专用降水丈量卫星之后,我国发射的国内首颗、世界第三颗降水丈量气候卫星。它将进一步发挥低轨气候卫星齐备观测网的整体优势,在气候灾祸监测范畴向世界奉献我国才智和风云计划。
2、十余年磨炼,让设想变为实际需求牵引,完结多项初次
时刻回拨至十七年前,2006年,第二代极轨气候卫星的首发星风云三号A星正处于后期工程研发阶段,发射指日可下。其时气候卫星科技作业者就已在策划,“完结升级换代后,未来极轨卫星的技能攻关将指向何方?”
彼时,运用气候卫星对地上降水进行自动立体监测是气候事务中的火急需求,但这对航天工业研发要求十分高,难题摆在了气候和航天作业者面前。“终究,在大气科学开展需求、气候事务开展需求和航天科技进步需求等三方需求牵引下,咱们一起确认了风云三号降水星的研发使命。”张鹏说。
锁定目标后,承当这一严重工程使命的气候和航天作业者便开端紧锣密鼓地安置推进。2010年,打破卫星载荷原理样机技能;2014年,完结卫星运用要求确认,2015年,研发计划经过专家评定,随后降水星正式归入风云三号工程建造;2018年,六合一体化5大系统研发作业正式发动“就在上个月,咱们完结了卫星发射前整个地上系统的联调联试作业,这标志着地上系统准备好,具有了接纳处理降水星材料的才干。” 谷松岩说。
现在,坐落非太阳同步轨迹上的风云三号G星,在407公里的太空中自在飞翔,两个太阳能板好像它的翅膀,使其能挥洒自如地持续获取太阳能量。谷松岩表明,太阳同步轨迹卫星只要一个太阳能板,由于它与太阳的夹角始终不变,因而可以持续获取太阳能量,而降水星与太阳的夹角是改变的,当太阳能板与太阳世的夹角小于某个视点时,它就不能获取满意能量,需求经过掉头运用另一侧的太阳能板持续获取太阳能量。而此前,怎么处理卫星盯梢太阳方向的问题让研发人员很是头疼,现在已悉数在降水星上彻底处理。
此外,降水星运转时并不经过南北极,无法借用南北极的卫星接纳站的数据中转功用,假如仅靠国内卫星地上站来接纳降水星的监测材料,或许需求16个小时才干完结数据同步,这根本无法满意降水气候运用的时效需求。怎么办?又一难题摆在眼前。
“最终,咱们经过中继技能完结了数据传输,将数据获取时刻从16小时压缩到3小时内,这也是民用卫星初次运用中继技能展开事务数据传输。” 谷松岩解说,当降水星飞过中继卫星时,把观测数据及时上传至中继卫星,中继卫星再将数据传到地上站,这相当于把南北极卫星接纳站放到了天上的中继卫星上,从而使数据获取时效到达预期效果。
“咱们还将福建、上海、海南等省级遥感卫星地上站归入国家级站网布局,打扫海上、山区等部分区域地基观测的盲区,以最快速度完结降水星的监测材料对我国滨海等区域降水产品制造的支撑。” 谷松岩说。
国内初次完结星载主被迫微波联合丈量降水系统三维结构、初次完结星载被迫微波辐射计成像和勘探一体化规划、初次生成风云三号被迫微波多星交融归纳数据集一项项技能打破的背面,其实也是我国航天工业研发才干稳步进步的描写。
十几年来,风云三号A星、B星、C星、D星、E星先后发射成功并事务化运转,完结了我国极轨气候卫星的升级换代、填补了世界晨昏轨迹气候卫星技能空白,技能的更迭使得监测材料可以更好地满意全球数值气候预告同化和时效要求,为全球中长期数值预告精度的进步奉献了我国力量
本年8月,我国还将发射风云三号F星,后续风云三号H星、I星、J星也在紧锣密鼓安置中,估计到2026年前后,风云三号将构成由两颗降水星(风三G星和I星)和5颗事务极轨气候卫星(风三D星、E星、F星、H星、J星)组成的星座系统,到时风云三号气候卫星将构成星座系统下主被迫微波联合勘探降水事务才干。张鹏说:“咱们不但要用好现在的卫星,一起还要规划好未来一代卫星,真实起到承前启后的效果。”
据悉,现在我国第三代极轨气候卫星风云五号的技能攻关方向也在同步策划中。未来,风云卫星将经过不断进步星载降水勘探才干,促进我国降水勘探才干及预告准确率的进步,进而为全球应对气候改变供给支撑。
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