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一颗新星,追逐黎明——解读航天科技集团研制的全球首颗民用黎明轨道气象卫星
来源:中国航天报     日期:2021年07月08日    字体:【】【】【

入夏,西北的白昼格外漫长,风云三号E星被长征四号丙运载火箭托举升空。起初,它如婴儿般蜷缩着,与火箭分离后,开始伸展双翼,环绕地球飞行。

从南极到北极,沿着黎明轨道,风云三号E星奔跑在黑夜与白天的交界处。它要为人类观测气象拨开一些迷雾。

风云三号E星由航天科技集团八院研制,是风云卫星家族中的首颗黎明轨道气象卫星(也称晨昏轨道卫星),同时也是全球第一个在黎明轨道实现业务运行的太阳同步气象卫星。

入轨定点后,风云三号E星将与在轨的风云三号C星、D星组网,形成“黎明、上午、下午”三星组网的运行格局,为中国乃至全球气象卫星事业发展带来积极影响。

全球首星,记录昼夜“临界点”

受太阳东升西落的影响,早晨和黄昏往往是一天中天气变化较为剧烈的时段,风云三号E星要把黎明、黄昏两个“临界点”的大气现象记录下来,提供更加丰富准确的观测数据,供气象学者破解更多气象密码。

此前运行的极轨气象卫星多是上午星或者下午星。理想状态下,在轨运行的风云三号C星、D星可以每6小时获取、拼贴出一次全球数据。从实际应用看,这张“6小时全球图”还缺少最后一片拼图——晨昏轨道卫星的数据资料。

风云三号E星的升空将填补国际空白,经过约一周时间的轨道调整后,与风云三号C星、D星形成“黎明、上午、下午三星组网运行”的新格局,实现全球观测资料的100%覆盖。

风云三号E星总体主任设计师邵益凯介绍,瞄准气象卫星国际发展先进水平,风云三号E星可获取数值预报同化应用需要的各类气象参数,包括全球温、湿廓线,海面风场,云、辐射等,监测全球冰雪覆盖和海面温度等自然灾害、生态环境,并开展太阳、空间环境及其效应、电离层数据等监测。

新目标带来新挑战,风云三号E星采用多项新技术。为了适应全新的轨道及外热流变化,卫星平台开展了全新的轨道设计和热控设计,为整星性能提升打下良好基础。

有效载荷方面,风云三号E星在D星的基础上,新增了风云家族首个主动探测风场测量雷达,用于对海面风场实施精确的探测;新增了太阳辐照度光谱仪、太阳X-EUV成像仪,实现对太阳光谱辐照度及多维同步观测;首次装载了大幅宽、大动态范围、高灵敏度的微光成像仪器,这是我国最先进的微光探测仪器。

接力跑,“风云再起”谱新篇

风云三号气象卫星是我国第二代太阳同步轨道气象卫星(又称极轨气象卫星),2000年经国务院批准立项研制,截至目前,风云三号已规划发展了3个批次。

01批是试验星,包含风云三号A星、B星两颗卫星,分别为上午星和下午星,实现了由风云一号到风云三号的跨代发展。

2013年发射的风云三号C星和2017年发射的风云三号D星是02批业务星,替代退役的风云三号A、B星,全面提升探测性能,建立起我国长期、连续、稳定的气象业务观测体系,实现中、美、欧在气象卫星领域三足鼎立。

根据观测地方时间,极轨气象卫星主要有上午卫星和下午卫星两种类型。

上午星,意思是每次卫星飞过同一地点,当地时间都是在上午10点左右,卫星飞抵地球另一面,则是地方时的前半夜;下午星,飞抵时当地观测时间为下午1点左右,相对应的地球另一面则为地方时后半夜;本次全球首发的民用黎明轨道卫星,沿地球晨昏线飞行,每次飞掠同一地方都是在当地清晨6点左右,飞抵地球另一面时是黄昏时分。

据风云三号上、下午星总体主任设计师陈晓飞介绍,风云三号03批卫星包含3颗太阳同步轨道卫星和1颗低倾角轨道降水测量专用卫星,目前上午星、下午星和降水星正在研制中,预计将于未来两年发射升空。

风云三号03批4星全部发射成功后,我国风云三号卫星将在轨形成黎明星、上午星、下午星、降水星四星组网运行格局,明显提升气象卫星的定量化观测精度,进一步推动数据和产品的应用深度、广度和定量化应用水平,推动遥感信息在政府决策、防灾减灾、经济社会发展和国家安全、国防建设中发挥重要作用。

新人、新岗、新气象

6月,风云四号B星升空入轨;7月,风云三号E星紧随其后。中国航天高密度发射的态势有目共睹。

新形势下,风云三号E星试验队缩减人员,严控卫星进场时间,通过优化流程和提升效率,顺利完成了整星在发射场的各项任务,为适应高密度发射打下基础。

风云气象卫星走过50年风雨历程,队伍经历了多轮次的新老队员交替,年轻同志逐渐成长为专业技术领域的首席专家或型号“两总”,新鲜血液也逐渐补充到风云卫星研制的大家庭中。

据风云三号E星总指挥李海生介绍,八院风云三号卫星研制团队从型号“两总”到总体主任设计师,呈现出“新岗位、新人员”的显著特点。经统计,在型号副总师、总体主任设计师以及各分系统主任设计师中,以80后为代表的新生力量占比超过60%。

年轻人加入队伍后,在以老带新的“传帮带”传统的影响下,扎根各岗位掌握积累知识,经过卫星研制的实战历练,逐渐成长为各领域的中坚力量。

风云三号E星副总指挥缪鹏飞介绍,在专业技术发展方面,风云气象卫星涉及机、电、热、光学、微波等各个专业方向,技术复杂,年轻人可在某个专业技术方向积累,成长为该领域的技术专家;在总体技术发展方面,风云气象卫星涉及10个平台分系统和11个有效载荷分系统,在学科交叉环境中,年轻人有机会发展成为型号副总或总设计师。

据了解,目前风云三号气象卫星已经为高分卫星系列、大气卫星系列等培养输送了多名总设计师、副总设计师,并为八院多个型号培养输送了多名总指挥、副总指挥等复合型管理人才。(文/胡蓝月 摄/陈俊)

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