5月27日,長征四號丙火箭成功護送風(fēng)云三號衛(wèi)星精確入軌,掀開了我國氣象衛(wèi)星史上的新篇章。消息傳來,太原衛(wèi)星發(fā)射中心沸騰了,八院沸騰了,這是對參與研制的10家單位以及科研人員8年多艱苦努力的最好回報。
風(fēng)云三號衛(wèi)星的成功飛天具有特殊意義。航天科技集團公司總經(jīng)理馬興瑞在風(fēng)云三號衛(wèi)星發(fā)射成功時指出,風(fēng)云三號衛(wèi)星達到了國際先進水平,體現(xiàn)了航天科技工作者自主創(chuàng)新、集智攻關(guān)、勇創(chuàng)一流的氣概。
衛(wèi)星本事有多大
◇風(fēng)云三號衛(wèi)星可以為天氣預(yù)報,特別是中期數(shù)值天氣預(yù)報提供全球的溫、濕、云、輻射等氣象參數(shù)。
◇監(jiān)測大范圍自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境。
◇研究全球環(huán)境變化,探索全球氣候變化規(guī)律,并為氣候診斷和預(yù)測提供所需的地球物理參數(shù)。
◇為航空、航海等專業(yè)氣象服務(wù),提供全球及地區(qū)的氣象信息。
◇在救災(zāi)工作中發(fā)揮重要作用。
風(fēng)云三號衛(wèi)星到底有多大的本事?風(fēng)云三號衛(wèi)星總指揮高火山為記者一一列數(shù)。
在衛(wèi)星發(fā)射準備階段,四川汶川發(fā)生了8.0級大地震,全國人民眾志成城投入到抗震救災(zāi)之中。衛(wèi)星總設(shè)計師董瑤海介紹,衛(wèi)星對救災(zāi)工作可以發(fā)揮重要的作用。他舉例說,地震后,汶川地區(qū)形成了30多處堰塞湖,隨時有潰壩的危險,威脅當(dāng)?shù)厝嗣竦纳踩?。如果遇到云霧天氣,以往發(fā)射的氣象衛(wèi)星,就無法對當(dāng)?shù)厍闆r進行監(jiān)測。而風(fēng)云三號衛(wèi)星上裝有微波成像儀,無論在什么樣的氣候條件下,都可以監(jiān)測到堰塞湖的變化情況,為救災(zāi)工作提供決策的依據(jù)。
風(fēng)云三號衛(wèi)星發(fā)射成功,使國內(nèi)氣象衛(wèi)星的探測功能實現(xiàn)了新的跨越,其中5個通道的地面分辨率達到250米,是風(fēng)云一號衛(wèi)星1100米分辨率的4倍多。它還在國內(nèi)首次采用準光學(xué)的頻率分離技術(shù),其微波遙感儀器的探測頻率高達183G赫茲。這些技術(shù)創(chuàng)新,使衛(wèi)星探測水平大大提高,其觀測到的畫面不僅是彩色的,還是立體的,如同人體做CT一樣能探測出云層的厚度。
技術(shù)達到國際先進水平
在風(fēng)云三號衛(wèi)星出廠評審中,中國氣象局副局長張文建表示,如果衛(wèi)星的有效載荷在軌測試達到地面的測試要求,就可以說達到了國際先進水平。
高火山介紹說:“過去發(fā)射的風(fēng)云一號衛(wèi)星只能對地進行二維的探測,而風(fēng)云三號衛(wèi)星可以進行三維的定量探測。世界氣象組織對風(fēng)云三號衛(wèi)星非常關(guān)注,希望它能與美國和歐洲發(fā)射的極軌衛(wèi)星進行組網(wǎng),服務(wù)全球氣象與環(huán)境監(jiān)測。”
風(fēng)云三號衛(wèi)星研制的技術(shù)起點高、難度大,高火山對其技術(shù)特點進行了全面的總結(jié)。他認為,技術(shù)特點主要體現(xiàn)為一新、二多、三高、四難。
一新:衛(wèi)星采用全新的平臺,平臺上裝載的有效載荷,多數(shù)是國內(nèi)首次研制并投入使用的。
二多:衛(wèi)星上裝載的有效載荷多,10余種有效載荷,既有光學(xué)有效載荷,又有微波有效載荷;轉(zhuǎn)動部件多,星上有20臺單機帶有35個轉(zhuǎn)動部件,而且各個轉(zhuǎn)動部件的工作模式都不一樣,有勻速轉(zhuǎn)動、變速轉(zhuǎn)動、快速與慢速交替運動,還有來回擺動掃描,使星體內(nèi)部的干擾力矩變得更加復(fù)雜。
三高:一是分辨率高,在掃描幅寬達到2900千米的情況下,中分辨率光譜成像儀的最高空間分辨率達到250米;二是探測靈敏度高;三是定標(biāo)精度要求高。
四難:一是載荷多,探測儀器的觀測譜段范圍寬,從紫外、可見光、紅外到微波,幾乎覆蓋了整個遙感譜段,而要保證各儀器有足夠的觀測視場,不能相互干涉,衛(wèi)星的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計與布局難度大;二是星上大功率發(fā)射機多,高靈敏度接收機多,頻譜范圍寬,從L波段、S波段、X波段,直至毫米波段,電磁環(huán)境復(fù)雜,整星電磁兼容難度大;三是有效載荷多,而且多數(shù)有效載荷都是國內(nèi)首次研制,指標(biāo)要求高,研制技術(shù)難度大;四是要實現(xiàn)微波遙感的定量化應(yīng)用,定標(biāo)精度要求高,在國內(nèi)首次實現(xiàn)微波真空定標(biāo)試驗難度大。
(許 斌 李向宇 虞順麒 劉澤明 游本鳳 姚紅蓮)
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水平先進的微波成像儀
風(fēng)云三號衛(wèi)星的微波成像儀是衛(wèi)星研發(fā)的重要有效載荷之一,也是用戶最關(guān)注、需求最為迫切且技術(shù)難度很大的一項研究課題。它的研制成功,填補了我國遙感有效載荷的空白,結(jié)束了我國沒有微波遙感的歷史,使我國氣象衛(wèi)星觀測達到或接近國際先進水平。
太空中展開“巨大的翅膀”
風(fēng)云三號衛(wèi)星入軌后,衛(wèi)星會按程序捕捉地面信號,打開太陽能帆板。
風(fēng)云三號衛(wèi)星專門設(shè)計了可偏置單翼太陽能帆板。由于受衛(wèi)星有效載荷多和衛(wèi)星總體布局的限制,同時要滿足衛(wèi)星對地面天線和遙感儀器的掃描視場等要求,因此太陽能帆板采用單翼、可偏置、對日定向的構(gòu)型設(shè)計方案。整個太陽能帆板由4塊基板、壓緊釋放機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)等組成,展開面積為22.4平方米。
盡管風(fēng)云三號衛(wèi)星單翼太陽能帆板繼承了以往部分成熟技術(shù),為確保衛(wèi)星3年使用壽命,對改進后重新研制的驅(qū)動機構(gòu)整機進行了真空加速壽命試驗。到衛(wèi)星發(fā)射時,產(chǎn)品累計折合在軌工作壽命超過7年以上,大大滿足了設(shè)計指標(biāo)要求。
長四丙火箭經(jīng)受了地震大考
回顧長征系列火箭的100多次發(fā)射歷程,遇到地震還是第一次。地震發(fā)生后,航天科技集團公司總經(jīng)理馬興瑞等領(lǐng)導(dǎo)非常關(guān)心發(fā)射試驗隊的情況。一到太原衛(wèi)星發(fā)射中心,馬興瑞就聽取了發(fā)射試驗隊的匯報,詳細詢問了地震給發(fā)射工作帶來的影響。
“5月12日,汶川大地震波及到發(fā)射中心,震感明顯,發(fā)射塔架上還有小部件掉落下來?!卑l(fā)射試驗隊臨時黨委書記許良偉描述了當(dāng)時的情景。
“地震平息后,我們迅速對火箭進行了仔細的檢查。所幸,火箭完好無損,只是垂直度略有偏離,經(jīng)過調(diào)整,符合發(fā)射要求?!被鸺傊笓]翁偉如是說。
雖說長征四號丙火箭是第三次成功發(fā)射,但對于長征四號系列火箭來說,這已是連續(xù)15次發(fā)射成功了。
翁偉介紹,長征四號乙火箭與長征四號丙火箭同屬一個系列,主要的區(qū)別只是發(fā)動機的工作程序不同。前者的三級發(fā)動機采用一次點火技術(shù),后者則為二次點火技術(shù)。連續(xù)15次的成功非常不易,凝聚了長征四號系列火箭發(fā)射試驗隊隊員們的無數(shù)心血,更是依靠嚴格、科學(xué)與高效的管理。
火箭發(fā)射隊沒有辜負各界的期望,將風(fēng)云三號衛(wèi)星準確送入軌道,用成功表達了航天人對災(zāi)區(qū)的支持,同時也彰顯了自身的實力。