風(fēng)云三號D星發(fā)射 穿云透霧測極光
11月15日2時(shí)35分，由中國航天科技集團(tuán)八院抓總研制的風(fēng)云三號D星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空?？萍既請?bào)記者了解到，作為“老番號”中的新成員，該衛(wèi)星增添了不少新本領(lǐng)，不僅能穿云透霧，還能觀測極光。它將使我國天氣預(yù)報(bào)的精確度和時(shí)效性得到進(jìn)一步提升。
穿云透霧測極光，數(shù)據(jù)80分鐘傳回
風(fēng)云三號D星總指揮兼總師高火山介紹，該衛(wèi)星裝載了10臺(套)遙感探測儀器，其中紅外高光譜大氣探測儀、高光譜溫室氣體監(jiān)測儀、廣角極光成像儀和電離層光度計(jì)為全新研制產(chǎn)品，可幫助衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球、全天候、多譜段、三維和定量探測。
“新增的這些遙感儀器可以逐步滿足氣象領(lǐng)域?qū)Σ粩嗵岣叽髿馓綔y精度、增加溫室氣體監(jiān)測能力、增強(qiáng)空間環(huán)境綜合探測能力的新需求。”八院509所風(fēng)云三號衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師朱維說。
其中，紅外高光譜大氣探測儀可以測量大氣在不同光譜通道的輻射值，再定量反演得到全球大氣溫、濕度的三維分布，為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，服務(wù)全球氣候變化監(jiān)測和評估。
高光譜溫室氣體監(jiān)測儀能對全球主要溫室氣體二氧化碳、甲烷以及一氧化碳等氣體柱總量進(jìn)行高精度探測，有助于全球溫室氣體排放、溫室氣體源和匯分析、溫室氣體與氣候變化關(guān)系等科學(xué)研究。
廣角極光成像儀和電離層光度計(jì)，則分別用于獲得磁層不同區(qū)域的時(shí)空信息和電離層電子總含量等參數(shù)、電離層赤道異常區(qū)的二維精細(xì)結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)確定位極光邊界等。
“風(fēng)云三號D星是國內(nèi)首顆利用南極衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站接收數(shù)據(jù)的對地遙感衛(wèi)星。”該衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮、國家衛(wèi)星氣象中心副主任張鵬說，其90%的觀測數(shù)據(jù)，能在觀測后80分鐘內(nèi)傳回國內(nèi)，傳輸速率增加了30%，計(jì)算能力增加17.5倍，數(shù)據(jù)存儲能力增加了近10倍。
地面應(yīng)用系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)南北極建站
“風(fēng)云三號D星，可謂第一個(gè)享受到‘5+2’模式的極軌氣象衛(wèi)星。除了原先的幾個(gè)地面站，喀什站和南極站也會正式‘上崗’，這將保證它的數(shù)據(jù)更好更快地接收下來。”張鵬透露。
此前，風(fēng)云三號家族的地面站實(shí)行“4+1”模式：國內(nèi)有佳木斯、烏魯木齊、北京和廣州4個(gè)地面站，國外有靠近北極的瑞典基律納站。張鵬介紹，“5+2”模式將使國內(nèi)觀測數(shù)據(jù)的接收時(shí)效更強(qiáng)。對于極軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用而言，要優(yōu)先保證的，是中國及周邊地區(qū)的觀測數(shù)據(jù)能夠最快送達(dá)地面站。
衛(wèi)星觀測隨時(shí)都在進(jìn)行，但是衛(wèi)星數(shù)據(jù)順利被接收的前提是衛(wèi)星和地面站彼此能夠“看得見、握得到手”。我國幅員遼闊，如果只建一個(gè)接收站，那么離接收站較遠(yuǎn)地區(qū)的觀測信息就無法實(shí)時(shí)下傳了。最好的辦法，就是讓地面站“鎮(zhèn)守四方”。喀什站的加入，使風(fēng)云三號D星的國內(nèi)數(shù)據(jù)接收范圍在經(jīng)度上能再向西延伸12°左右。
“要使境外觀測資料高時(shí)效傳到國內(nèi)，在南北極建衛(wèi)星接收站便成了優(yōu)選方案。”張鵬說，此前，我國在北緯68°左右的瑞典基律納建了衛(wèi)星接收站，開啟了我國在海外建遙感衛(wèi)星接收站的先河。無論在地球哪個(gè)角落的觀測數(shù)據(jù)，最慢需要4個(gè)小時(shí)可下傳。
目前，這樣的模式可以保證常規(guī)氣象服務(wù)。但是出現(xiàn)緊急情況時(shí)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)越快傳到國內(nèi)越好。如此，南極衛(wèi)星站應(yīng)運(yùn)而生。
據(jù)風(fēng)云三號衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊忠東介紹，針對風(fēng)云三號D星，我國與挪威合作，于今年完成了東南極洲毛德皇后地Troll氣象衛(wèi)星地面站(簡稱南極站)的建設(shè)。原來最遲4個(gè)小時(shí)的接收時(shí)效，一下子縮短至1個(gè)多小時(shí)。
隨著天上的衛(wèi)星越來越多，地面也需要更多的天線來保證數(shù)據(jù)接收。目前，風(fēng)云三號系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收天線從7部增加到15部。此前衛(wèi)星資料的星地下傳速率是360兆，而風(fēng)云三號D星的下傳速率是480兆。
將實(shí)現(xiàn)完整的低軌氣象綜合觀測
作為我國第二代極軌氣象衛(wèi)星，風(fēng)云三號系列衛(wèi)星與美國NOAA系列衛(wèi)星、歐洲METOP衛(wèi)星一起，被世界氣象衛(wèi)星協(xié)調(diào)組織納入新一代世界極軌氣象衛(wèi)星觀測序列，成為全球天基氣象觀測系統(tǒng)的重要組成部分。
我國分別于2008年、2010年和2013年成功發(fā)射3顆風(fēng)云三號衛(wèi)星。三星在軌組網(wǎng)運(yùn)行，氣象觀測數(shù)據(jù)更新時(shí)效達(dá)到6小時(shí)，在霧霾監(jiān)測、天氣預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。據(jù)國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)介紹，風(fēng)云三號D星交付使用后，也將與在軌風(fēng)云三號衛(wèi)星組網(wǎng)觀測，使全球數(shù)值天氣預(yù)報(bào)更新時(shí)效提升到4小時(shí)，氣象災(zāi)害監(jiān)測時(shí)效提高近1倍，模式預(yù)報(bào)精度提高3%左右，并更容易捕捉到暴雨、強(qiáng)對流等生命周期較短的災(zāi)害性天氣過程。
“我國計(jì)劃在2018年至2021年前后，再發(fā)射4顆風(fēng)云三號衛(wèi)星。”趙堅(jiān)說，其中包括風(fēng)云三號上午星、下午星、晨昏軌道衛(wèi)星，以及運(yùn)行在低傾角近圓軌道的降水測量衛(wèi)星。屆時(shí)，風(fēng)云三號系列衛(wèi)星將相互配合，實(shí)現(xiàn)完整的低軌氣象綜合觀測，具備高時(shí)效全球中高分辨率光學(xué)成像觀測、高精度光學(xué)微波組合大氣溫濕度垂直分布探測、氣候變化溫室氣體探測、風(fēng)場精確探測、全球高精度降水測量以及太陽和空間環(huán)境綜合探測六大能力。
科技日報(bào)北京11月15日電本報(bào)記者 付毅飛 付麗麗