航天科普:“風(fēng)云”系列氣象衛(wèi)星
風(fēng)云氣象衛(wèi)星是我國于1977年開始研制的氣象衛(wèi)星,我國分別于1988年、1990年和1999年,先后發(fā)射了3顆第一代極軌氣象衛(wèi)星,即風(fēng)云1號(hào)A、B和C氣象衛(wèi)星。1997年和2000年又先后發(fā)射了兩顆靜止軌道風(fēng)云2號(hào)氣象衛(wèi)星,組成了中國氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),成為繼美、俄之后世界上同時(shí)擁有兩種軌道氣象衛(wèi)星的國家。
“風(fēng)云”氣象衛(wèi)星系列的發(fā)展可以說是我國改革開放發(fā)展的一個(gè)縮影。通過30年中國人堅(jiān)持不懈地奮斗和自主創(chuàng)新,氣象衛(wèi)星已成為現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中必不可少的科技支撐。
在歷屆黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的重視和關(guān)懷下,我國已成功發(fā)射了9顆風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星,目前,仍有5顆在軌穩(wěn)定運(yùn)行,為氣象、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、航空、航海和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域提供了大量的公益性、專業(yè)性和決策性服務(wù),產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。如今,風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星已成為我國民用遙感衛(wèi)星效益發(fā)揮最好、應(yīng)用范圍最廣的衛(wèi)星之一。
從試驗(yàn)應(yīng)用型到業(yè)務(wù)服務(wù)型
“氣象衛(wèi)星的工作,我們是白手起家,沒有人去告訴你如何去做,要靠實(shí)踐凝練,要花代價(jià)去換取經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。”風(fēng)云一號(hào)A星地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮、國家衛(wèi)星氣象中心原主任鈕寅生說。
1988年,成功發(fā)射我國第一顆極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號(hào)A星。
1999年5月10日和2002年5月15日,分別成功發(fā)射了風(fēng)云一號(hào)C星和D星。風(fēng)云一號(hào)C星在軌正常業(yè)務(wù)運(yùn)行4年9個(gè)月,大大超出2年的設(shè)計(jì)壽命,而D星到2009年仍穩(wěn)定運(yùn)行。
2004年10月19日和2006年12月8日,分別成功發(fā)射了風(fēng)云二號(hào)C星和D星,首次共同實(shí)現(xiàn)了“雙星運(yùn)行、互為備份”。其中,風(fēng)云二號(hào)C星及地面應(yīng)用系統(tǒng)還榮獲2007年度國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
2008年5月27日,我國新一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)A星被成功送入預(yù)定軌道。
2008年12月23日8時(shí)54分,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號(hào)甲運(yùn)載火箭,成功將“風(fēng)云二號(hào)”06星送入預(yù)定軌道。
從第一代氣象衛(wèi)星到第二代
經(jīng)過30年的發(fā)展,我國氣象衛(wèi)星已實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化、系列化,并率先實(shí)現(xiàn)了我國應(yīng)用衛(wèi)星從試驗(yàn)應(yīng)用型向業(yè)務(wù)服務(wù)型轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。然而,面對(duì)成績(jī),我國的航天人和氣象人的目光并沒有僅僅停留于此。
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星上裝載的5個(gè)通道的1個(gè)儀器已早已無法滿足氣象現(xiàn)代化的需求。防災(zāi)減災(zāi)、氣候變化、環(huán)境生態(tài)保護(hù)等一個(gè)個(gè)問題亟待氣象衛(wèi)星人為其破解之路提供科技支撐。
就在風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星的發(fā)展逐步走向正軌時(shí),發(fā)展我國第二代極軌氣象衛(wèi)星的議案又?jǐn)[在大家面前?!吧鲜兰o(jì)90年代,正是氣象衛(wèi)星發(fā)展最艱難的時(shí)候。但盡管如此,大家還是滿懷希望,很多人都是在研制風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星的同時(shí),又再為發(fā)展我國第二代極軌氣象衛(wèi)星謀劃著?!睏钴娬f。
經(jīng)過8年的“艱苦抗戰(zhàn)”,我國航天人和氣象人并肩完成了美國用40年才走完的路。2008年5月27日,我國新一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)A星被成功送入預(yù)定軌道。隨著衛(wèi)星一同被送入太空的還有星上裝載的11個(gè)先進(jìn)的遙感儀器及99個(gè)光譜探測(cè)通道,其中有5個(gè)通道的分辨率達(dá)到250米。而在30年前的風(fēng)云一號(hào)A星上,僅有1個(gè)儀器及5個(gè)通道。
除了量上的突破,風(fēng)云三號(hào)A星更注重在質(zhì)上的突破。它實(shí)現(xiàn)了我國氣象衛(wèi)星從單一遙感成像到地球環(huán)境綜合探測(cè)、從光學(xué)遙感到微波遙感、從公里級(jí)分辨率到百米級(jí)分辨率、從國內(nèi)接收到極地接收的四大技術(shù)突破。
在我國極軌氣象衛(wèi)星進(jìn)入嶄新的歷史階段時(shí),靜止氣象衛(wèi)星的更新?lián)Q代工作也在有條不紊地進(jìn)行中。目前,我國第二代靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)已進(jìn)入立項(xiàng)階段,將于2013年前后發(fā)射首顆衛(wèi)星。
“氣象衛(wèi)星事業(yè)是幾代人奮斗的結(jié)果,這條路走得很難、很艱苦,但是很有成效。我們相信,只要團(tuán)結(jié)起來,不斷改進(jìn),未來中國的氣象衛(wèi)星一定會(huì)更好?!敝袊こ淘涸菏俊L(fēng)云二號(hào)地面應(yīng)用系統(tǒng)總師許健民說。
從蹣跚學(xué)路到天地一體化的楷模
作為衛(wèi)星工程的五大系統(tǒng)之一,地面應(yīng)用系統(tǒng)是充分發(fā)揮衛(wèi)星應(yīng)用效益的堅(jiān)實(shí)保障?!盀榱顺浞职l(fā)揮衛(wèi)星的效應(yīng),要求是地面應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展要略超前于衛(wèi)星的發(fā)展?!扁o寅生說。伴隨著衛(wèi)星的發(fā)展,我國氣象衛(wèi)星地面應(yīng)該系統(tǒng)的建設(shè)也在不斷推進(jìn)中:地面接收站從無到有,從3個(gè)到5個(gè),從國內(nèi)走向國外;地面應(yīng)用系統(tǒng)從無到有,從一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行到多個(gè)系統(tǒng)并行。
“風(fēng)云衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)含量和工作量,不亞于甚至超過衛(wèi)星本身,它不僅是國內(nèi)最好的系統(tǒng),而且在世界上也是先進(jìn)的” 中科院院士匡定波說。
回首衛(wèi)星氣象人走過的30年,許健民感觸最深的不是那些令人耀眼的成就,而是當(dāng)初難以想像的各種困難。他連連用“其中的不確定性太大了,現(xiàn)在回過頭來看,都覺得后怕”來形容他現(xiàn)在的心情。他說:“科研人員承受了來自各方面的埋怨和壓力,我們只能一點(diǎn)一點(diǎn)從基礎(chǔ)做起,一步一步地去解決問題?!?/p>
如今,風(fēng)云衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)成功解決了海量、高速氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和異地間實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳送問題,突破了衛(wèi)星資料接收處理、預(yù)處理、產(chǎn)品處理、存檔、分發(fā)、應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù),克服了國內(nèi)雙星和國外多星業(yè)務(wù)化接收處理給應(yīng)用系統(tǒng)帶來的技術(shù)復(fù)雜性和兼容性的難題,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,年運(yùn)行成功率保持在99.5%。
特別是風(fēng)云二號(hào)地面應(yīng)用系統(tǒng)中的高精度圖像定位技術(shù)破解了我國航天事業(yè)“要命”問題,受到了美國航空航天局(NASA)局長麥克·格瑞芬博士的稱贊,被國際同行專家公認(rèn)為達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星星地一體化的共同發(fā)展模式也被我國航天界譽(yù)為“天地一體化的楷模,地面應(yīng)用系統(tǒng)的典范”。
從無從應(yīng)對(duì)到成竹在胸
“浣熊”、“鳳凰”、“森拉克”、“黑格比”、“薔薇”……2008年登陸我國的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)較常年同期偏多,臺(tái)風(fēng)登陸強(qiáng)度強(qiáng)。但由于預(yù)報(bào)準(zhǔn)確,防御措施到位,臺(tái)風(fēng)造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失較2000年以來同期偏輕。而在其中,氣象衛(wèi)星時(shí)刻密切監(jiān)測(cè),追蹤臺(tái)風(fēng)動(dòng)向,為預(yù)報(bào)人員及時(shí)提供最新衛(wèi)星云圖,可謂功不可沒。
然而,思緒回到了建國初期,臺(tái)風(fēng)肆虐、干旱橫行、強(qiáng)寒潮突至,自然災(zāi)害給新中國的發(fā)展設(shè)置了一道道障礙。特別是1968年,臺(tái)風(fēng)頻襲我國東部沿海,損失慘重?!爱?dāng)時(shí),由于氣象部門在臺(tái)風(fēng)的監(jiān)測(cè)手段上還很缺乏,特別是對(duì)于臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑和強(qiáng)度無法作出準(zhǔn)確的判斷?!痹S多老同志回憶道。
肩負(fù)重任的風(fēng)云氣象衛(wèi)星沒有讓人們失望。自2005年1月以來,風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星對(duì)太平洋生成的92個(gè)影響或登陸我國大陸的33個(gè)臺(tái)風(fēng)全部進(jìn)行了全程監(jiān)測(cè)。
近年來,氣象衛(wèi)星在防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化、奧運(yùn)氣象服務(wù)保障和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)等方面都得到廣泛應(yīng)用,取得了顯著成績(jī)。
在2003年的淮河特大洪澇災(zāi)害、2006年的大興安嶺特大森林大火、2006年的北京特強(qiáng)沙塵暴、2008年年初的低溫雨雪冰凍天氣、每年初冬襲擊我國大部地區(qū)的大霧等災(zāi)害性天氣的氣象服務(wù)中,都可以找到風(fēng)云衛(wèi)星的資料和產(chǎn)品;在我國夏季風(fēng)、干旱、積雪監(jiān)測(cè),全球臭氧及海冰變化趨勢(shì)分析中,氣象衛(wèi)星資料都得到了廣泛應(yīng)用。
在2008年北京奧運(yùn)會(huì)及殘奧會(huì)氣象服務(wù)中,風(fēng)云系列衛(wèi)星更發(fā)揮了重要作用。氣象衛(wèi)星在密切監(jiān)視臺(tái)風(fēng)、暴雨等強(qiáng)對(duì)流天氣的同時(shí),積極為北京市熱環(huán)境、大氣氣溶膠、臭氧監(jiān)測(cè)提供科學(xué)數(shù)據(jù),為青島奧帆賽海域滸苔治理工作提供每日滸苔分布圖。
氣象衛(wèi)星資料和產(chǎn)品除了服務(wù)與現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)外,還積極服務(wù)軍隊(duì)、水文、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、民航、交通、電力等部門。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前,接收與利用風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星資料及產(chǎn)品的用戶已超過2500家。
從依靠國外資料到為國外同行提供資料
隨著中國靜止和極軌氣象衛(wèi)星的相繼成功發(fā)射和投入業(yè)務(wù)運(yùn)行,風(fēng)云一號(hào)C、D星,風(fēng)云二號(hào)C、D星,風(fēng)云三號(hào)A星都被世界氣象組織納入全球業(yè)務(wù)應(yīng)用氣象衛(wèi)星序列之中。中國氣象衛(wèi)星在國際上的影響越來越大,發(fā)揮的作用日益顯著,大量國際用戶直接接收或利用中國的風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料。
“特別是在風(fēng)云三號(hào)A星成功發(fā)射之后,我們仿佛成了‘香餑餑’,很多發(fā)達(dá)國家的氣象部門都主動(dòng)與我們聯(lián)系,希望共享風(fēng)云三號(hào)A星資料?!睏钴娮院赖卣f。
短短的30年光陰,在黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和關(guān)注下,我國已成為同時(shí)擁有極軌和靜止軌道氣象衛(wèi)星的極少數(shù)國家之一,并且在地球觀測(cè)組織(GEO)中發(fā)揮了重要作用。
1993年5月,中國氣象局向朝鮮提供了一套極軌氣象衛(wèi)星資料接收處理系統(tǒng),這是我國向國外出口的第一套氣象衛(wèi)星資料接收處理系統(tǒng)。為了加強(qiáng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享工作,我國成功開發(fā)了FENGYUNCast接收系統(tǒng),并于2006年和2007年分別向亞太地區(qū)17個(gè)國家贈(zèng)送了該接收設(shè)備,使得風(fēng)云衛(wèi)星數(shù)據(jù)在世界范圍內(nèi)得到了更廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí),澳大利亞、日本、新加坡、馬來西亞、菲律賓、韓國、朝鮮、伊朗、阿曼、新西蘭等國家以及我國香港和澳門特別行政區(qū)也都在不同程度地接收和利用風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
五十周年
2020年是風(fēng)云氣象衛(wèi)星事業(yè)50周年。中共中央政治局常委、時(shí)任國務(wù)院總理李克強(qiáng)作出重要批示。批示指出:風(fēng)云氣象衛(wèi)星是我國重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施,是氣象現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。50年來,一代代氣象人和航天人攜手共進(jìn),勇于創(chuàng)新、接續(xù)奮斗,推動(dòng)我國民用遙感衛(wèi)星發(fā)展取得舉世矚目的成就。在此,謹(jǐn)向廣大氣象和航天工作者致以誠摯問候!要堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo),認(rèn)真貫徹黨中央、國務(wù)院決策部署,始終踐行服務(wù)國家、服務(wù)人民宗旨,聚焦國家重大戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新需求,不斷開拓創(chuàng)新、勇攀科技高峰,實(shí)施好氣象衛(wèi)星規(guī)劃,深化成果運(yùn)用,加強(qiáng)國際合作,加快建設(shè)氣象強(qiáng)國,進(jìn)一步提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力,為保護(hù)生命安全、服務(wù)生產(chǎn)發(fā)展、促進(jìn)生活富裕、建設(shè)生態(tài)文明提供有力支撐,為推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)!
風(fēng)云氣象衛(wèi)星事業(yè)50周年座談會(huì)10月10日在京召開,中共中央政治局委員、時(shí)任國務(wù)院副總理胡春華出席會(huì)議并講話。他強(qiáng)調(diào),要深入貫徹習(xí)近平總書記重要指示精神,落實(shí)李克強(qiáng)總理批示要求,大力推進(jìn)風(fēng)云氣象衛(wèi)星事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,加快建設(shè)氣象強(qiáng)國,為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家提供更加有力的氣象服務(wù)保障。
2021年6月3日,我國風(fēng)云四號(hào)B星成功發(fā)射;7月5日,風(fēng)云三號(hào)E星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。
2021年12月13日,中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心公布了一組數(shù)據(jù)——自2019年1月業(yè)務(wù)運(yùn)行以來,被譽(yù)為“一帶一路星”的風(fēng)云二號(hào)H星,每日接收28幅全圓盤云圖、20幅北半球云圖,現(xiàn)已接收5.5萬幅云圖,被廣泛應(yīng)用于“一帶一路”沿線國家和地區(qū)天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)警、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究等領(lǐng)域。
2021年12月14日從中國氣象局獲悉:截至目前,我國風(fēng)云氣象衛(wèi)星家族全球用戶“朋友圈”已增至121個(gè)國家和地區(qū),其中有85個(gè)“一帶一路”沿線國家和地區(qū),全球92個(gè)國家和地區(qū)的1400多名學(xué)員接受了相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)。風(fēng)云氣象衛(wèi)星家族實(shí)時(shí)向國內(nèi)外用戶免費(fèi)開放數(shù)據(jù),為這些國家和地區(qū)乃至全球氣象預(yù)報(bào)、自然災(zāi)害應(yīng)對(duì)和生態(tài)環(huán)境治理,發(fā)揮了重要作用。
2022年1月,從國家衛(wèi)星氣象中心了解到,風(fēng)云三號(hào)D星(FY-3D)、風(fēng)云四號(hào)A星(FY-4A)和風(fēng)云二號(hào)H星(FY-2H)正式成為空間與重大災(zāi)害國際憲章(CHARTER)的值班衛(wèi)星,并于2022年1月為馬達(dá)加斯加、莫桑比克和馬拉維等國家和地區(qū)提供災(zāi)害性天氣相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)和監(jiān)測(cè)服務(wù)產(chǎn)品。
2022年6月1日,風(fēng)云三號(hào)E星、風(fēng)云四號(hào)B星及其地面應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)試運(yùn)行,開始為全球用戶提供觀測(cè)數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)。
風(fēng)云1號(hào)
風(fēng)云1號(hào)氣象衛(wèi)星是我國第一代準(zhǔn)極地太陽同步軌道氣象衛(wèi)星。我國于1988年、1990年和1999年先后發(fā)射了3顆第一代極軌氣象衛(wèi)星,即風(fēng)云1號(hào)A、風(fēng)云1號(hào)B和風(fēng)云1號(hào)C氣象衛(wèi)星,風(fēng)云1號(hào)A氣象衛(wèi)星是一顆1.2米高,長、寬各1.4米的立方體,在左右兩塊太陽電池翼被打開以后,其跨度為8.6米。衛(wèi)星重852千克,在900千米高的極地軌道上運(yùn)行。風(fēng)云1號(hào)A星及B星,由于星上姿態(tài)控制系統(tǒng)故障,僅分別正常工作了39天和165天。三軸定向穩(wěn)定,衛(wèi)星高900公里,傾角99°,周期102.86分鐘,每天衛(wèi)星繞地球?yàn)?4圈。衛(wèi)星攜帶多光譜可見光紅外掃描輻射儀,它有五個(gè)通道,用于獲取晝夜可見光、紅外云圖,冰雪覆蓋、植被、海洋水色、海面溫度等。衛(wèi)星資料發(fā)送方式有:甚高分辨率傳輸 (HRPT),低分辨率圖象傳送(APT)和延遲圖象傳輸(DPT)。首顆 FY-1A衛(wèi)星入軌后獲取了大量高質(zhì)量云圖資料。由于姿態(tài)失控,衛(wèi)星工作了39天;FY- 1B衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)比FY─1A有明顯改善,但系統(tǒng)的可靠性有待進(jìn)一步改進(jìn)。風(fēng)云1號(hào)C星在總結(jié)A、B星經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,做出了較大的改進(jìn)和提高。工作壽命由一年提高到兩年,氣象遙感儀的波段數(shù)增加了一倍,包括多光譜可見光、紅外掃描輻射計(jì)。其中7個(gè)可見光、近紅外波段、3個(gè)紅外波段。這比美國新一代NOAA-15氣象衛(wèi)星多出4個(gè)探測(cè)通道,是目前世界氣象衛(wèi)星中觀測(cè)通道最多的成像觀測(cè)衛(wèi)星。星上記錄器容量,由A、B星的60分鐘增加到300分鐘,以便獲取全球氣象信息。此外,衛(wèi)星上還采用了多項(xiàng)新技術(shù),如多層折疊式太陽電池陣技術(shù),偏置動(dòng)量加磁進(jìn)動(dòng)、章動(dòng)控制和平穩(wěn)御載等姿控技術(shù),星上計(jì)算機(jī)技術(shù),熱控、剩磁設(shè)計(jì)等,使衛(wèi)星的可靠性取得了新的突破。1999年8月,風(fēng)云1號(hào)C氣象衛(wèi)星交付中國氣象局,從9月1日正式轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)運(yùn)行。兩年來,它每天兩次向全世界各地氣象衛(wèi)星接收站實(shí)時(shí)發(fā)送10通道、星下點(diǎn)分辨率1.1千米高質(zhì)量數(shù)字云圖資料。
風(fēng)云2號(hào)
我國于1997年和2000年先后發(fā)射了兩顆靜止軌道風(fēng)云2號(hào)氣象衛(wèi)星。2008年12月23日8時(shí)54分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號(hào)甲運(yùn)載火箭,成功將“風(fēng)云二號(hào)”06星送入預(yù)定軌道?;鸺w行24分鐘后,西安衛(wèi)星測(cè)控中心傳來數(shù)據(jù)表明,衛(wèi)星已經(jīng)成功進(jìn)入地球同步轉(zhuǎn)移軌道。經(jīng)過一系列控制,衛(wèi)星將最終定點(diǎn)于東經(jīng)123.5度赤道上空。
“風(fēng)云二號(hào)”06星是由中國航天科技集團(tuán)公司所屬上海航天技術(shù)研究院為主研制,可全天候?qū)Φ厍蜻M(jìn)行連續(xù)氣象監(jiān)視,獲取地球空間環(huán)境白天可見光云圖、晝夜紅外云圖和水汽分布圖;收集和轉(zhuǎn)發(fā)氣象、海洋、水文等觀測(cè)數(shù)據(jù);監(jiān)測(cè)太陽X射線和空間粒子輻射數(shù)據(jù)等。衛(wèi)星重1.39噸,在軌采用自旋穩(wěn)定方式,用戶為中國氣象局。
我國于2004年10月19日和2006年12月8日發(fā)射的“風(fēng)云二號(hào)”04星、05星,實(shí)現(xiàn)了我國氣象衛(wèi)星雙星組網(wǎng)運(yùn)行觀測(cè),目前兩顆衛(wèi)星工作狀況良好。
這次發(fā)射升空的06星,是04星、05業(yè)務(wù)星的在軌備份星和接替星,它的成功發(fā)射,可增強(qiáng)風(fēng)云氣象衛(wèi)星在軌連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性,為我國及周邊國家天氣觀測(cè)、氣象預(yù)報(bào)和減災(zāi)防災(zāi)發(fā)揮重要作用。同時(shí),對(duì)加強(qiáng)我國與國際氣象組織的合作,提高我國在氣象領(lǐng)域的國際地位具有重要意義。
用于發(fā)射的長征三號(hào)甲運(yùn)載火箭,是由中國航天科技集團(tuán)公司所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院為主研制。這次發(fā)射是長征系列運(yùn)載火箭的第115次飛行。
“風(fēng)云一號(hào)”和“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星的發(fā)射成功,結(jié)束了我國氣象預(yù)報(bào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)長期依賴國外衛(wèi)星的歷史。到2007年底,我國已成功發(fā)射了4顆極軌氣象衛(wèi)星和3顆靜止軌道氣象衛(wèi)星,成為繼美國和蘇聯(lián)/俄羅斯后第三個(gè)擁有極軌道和靜止軌道兩個(gè)系列氣象衛(wèi)星的國家。
“風(fēng)云”氣象衛(wèi)星的業(yè)務(wù)化應(yīng)用,為氣象、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、航空、航海、環(huán)保等領(lǐng)域提供了大量的公益性和專業(yè)性服務(wù),風(fēng)云氣象衛(wèi)星已被世界氣象衛(wèi)星組織納入國際業(yè)務(wù)應(yīng)用氣象衛(wèi)星序列,成為全球天基綜合觀測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分,為世界各國用戶提供服務(wù)。
風(fēng)云3號(hào)
“風(fēng)云三號(hào)”是中國新一代極軌氣象衛(wèi)星,世界氣象組織已將其納入新一代世界極軌氣象衛(wèi)星網(wǎng)。該星具有廣闊的應(yīng)用前景,將在監(jiān)測(cè)大范圍自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境,研究全球環(huán)境變化、氣候變化規(guī)律和減災(zāi)防災(zāi)等方面發(fā)揮重要作用。同時(shí),也可為航空、航海等部門提供全球氣象信息。
風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星是極軌衛(wèi)星,每天會(huì)對(duì)全球掃描2次,每次掃描寬度為2900公里,具有全球性。由于風(fēng)云三號(hào)上攜帶著多達(dá)11種有效載荷和90多種探測(cè)通道,可以不分白天黑夜,對(duì)任何氣象環(huán)境進(jìn)行探測(cè)。風(fēng)云三號(hào)攜帶有垂直探測(cè)儀,可以對(duì)地面上空30多公里的范圍形成立體的彩色圖像,從而大大增強(qiáng)了氣象預(yù)報(bào)的精細(xì)化和準(zhǔn)確度。
創(chuàng)造多項(xiàng)第一
2000年9月,國家批準(zhǔn)風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星立項(xiàng)。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星是我國自主研制并達(dá)到國際先進(jìn)水平的新一代極軌氣象衛(wèi)星,它創(chuàng)造了諸多第一。
星載有效載荷數(shù)量第一:它采用新型衛(wèi)星平臺(tái),裝載著11臺(tái)高性能的有效載荷探測(cè)儀器,在國內(nèi)衛(wèi)星上是首次。
單機(jī)活動(dòng)部件數(shù)量第一:它的20臺(tái)單機(jī)有活動(dòng)部件35個(gè),是國內(nèi)衛(wèi)星活動(dòng)部件最多的。
氣象衛(wèi)星觀測(cè)功能第一:它的遙感儀器觀測(cè)譜段從真空紫外線、紫外線、可見光線、紅外線一直到微波頻段樣樣齊全,既有光學(xué)遙感,又有微波遙感,能實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)、多光譜、三維、定量探測(cè),與歐美新一代氣象衛(wèi)星處于同一發(fā)展水平。
報(bào)道說,風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星發(fā)射成功后,最長3周后就可完全投入使用,它不僅為北京奧運(yùn)會(huì)提供更加精細(xì)化的氣象服務(wù),還將使中國的中期數(shù)字化氣象預(yù)報(bào)成為可能。
裝載11臺(tái)有效載荷
風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星質(zhì)量為2298.5千克,將采用三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制方式。它是瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)技術(shù)水平而設(shè)計(jì)的衛(wèi)星,技術(shù)含量高、系統(tǒng)復(fù)雜、研制難度大,是國內(nèi)目前投資最大、功能最強(qiáng)的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星裝載有掃描輻射計(jì)、紅外分光計(jì)、微波溫度計(jì)、微波濕度計(jì)、中分辨率光譜成像儀、微波成像儀、紫外臭氧總量探測(cè)儀、紫外臭氧垂直探測(cè)儀、地球輻射探測(cè)儀、太陽輻射監(jiān)測(cè)儀和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)儀等11臺(tái)有效載荷。
風(fēng)云4號(hào)
發(fā)射
2016年12月11日,搭載風(fēng)云四號(hào)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。當(dāng)日零時(shí)11分,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星工程由國防科工局負(fù)責(zé)工程組織實(shí)施,中國航天科技集團(tuán)公司上海航天技術(shù)研究院、中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院分別負(fù)責(zé)風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星、長征三號(hào)乙火箭研制。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星是中國靜止軌道氣象衛(wèi)星從第一代(風(fēng)云二號(hào))向第二代跨越的首發(fā)星,也是中國首顆地球同步軌道三軸穩(wěn)定定量遙感衛(wèi)星。該衛(wèi)星首次使用了全新研制的SAST5000衛(wèi)星平臺(tái),設(shè)計(jì)壽命7年,成功突破了代表國際前沿的高精度圖像定位與配準(zhǔn)、微振動(dòng)測(cè)量與抑制等多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù),裝載四種先進(jìn)有效載荷,整體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。
風(fēng)云四號(hào)的前期論證從上世紀(jì)90年代開始,是我國第二代靜止氣象衛(wèi)星,主要發(fā)展目標(biāo)是:衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定方式為三軸穩(wěn)定,提高觀測(cè)的時(shí)間分辨率和區(qū)域機(jī)動(dòng)探測(cè)能力;提高掃描成像儀性能,以加強(qiáng)中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)能力;發(fā)展大氣垂直探測(cè)和微波探測(cè),解決高軌三維遙感;發(fā)展極紫外和X射線太陽觀測(cè),加強(qiáng)空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)展光學(xué)和微波兩種類型的衛(wèi)星。
據(jù)悉,經(jīng)過多次論證,多通道可見光紅外掃描成像儀和紅外高光譜探測(cè)儀(干涉式大氣垂直探測(cè)儀)以及星地相關(guān)技術(shù)的科技攻關(guān),已取得了較大進(jìn)展。
我國幅員遼闊,國土東西跨度超過60度,隨著我國資源和安全對(duì)信息區(qū)域擴(kuò)大的需求,光學(xué)星按照東、西雙星進(jìn)行空間軌道布局(雙星運(yùn)行),西部星觀測(cè)區(qū)域覆蓋我國西部、印度洋、紅海和中東地區(qū)并西接歐洲,東部星觀測(cè)區(qū)域覆蓋我國中東部、擴(kuò)大到廣大太平洋地區(qū)。微波探測(cè)衛(wèi)星單星運(yùn)行,定點(diǎn)在在能覆蓋我國國土為主的最佳空間軌道位置。光學(xué)衛(wèi)星將在“十一五”期間完成型號(hào)立項(xiàng),并進(jìn)入研制,在“十二五”發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星,完成對(duì)試驗(yàn)衛(wèi)星的評(píng)估和明確業(yè)務(wù)衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài),“十三五”發(fā)射風(fēng)云四號(hào)業(yè)務(wù)衛(wèi)星并接替風(fēng)云二號(hào)業(yè)務(wù)的任務(wù)。
“風(fēng)云四號(hào)”是第二代靜止氣象衛(wèi)星,由上海航天局的“風(fēng)云二號(hào)”總設(shè)計(jì)師李卿領(lǐng)銜設(shè)計(jì),充分考慮海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利以及環(huán)境、空間科學(xué)等領(lǐng)域的需求,以實(shí)現(xiàn)綜合利用。據(jù)透露,“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星主要探測(cè)儀器為10通道二維掃描成像儀、干涉型大氣垂直探測(cè)器、閃電成像儀、CCD相機(jī)和地球輻射收支儀,地球圓盤圖成像時(shí)間為15分鐘。
我國一貫高度重視和支持氣象衛(wèi)星,目前已經(jīng)制定了《“十一五”和2020年前我國氣象衛(wèi)星發(fā)展規(guī)劃》。根據(jù)這個(gè)規(guī)劃,目前,我們正在研制和發(fā)展下一代的靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)。風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星的研制,完全瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平,和歐美同步,從時(shí)間上來講,如果我們抓得緊的話,甚至有可能先搞出來。此外,我們還在進(jìn)行一些專門的氣象探測(cè)衛(wèi)星的預(yù)先研究。我預(yù)期,在不遠(yuǎn)的將來,我國的氣象衛(wèi)星技術(shù)和水平將實(shí)現(xiàn)更大的突破和跨越。







