“氣象賽場”拼搏50多年 中國風云衛(wèi)星有哪些“摘金”技能？

風云三號E星研制場景，資料圖　中國航天科技集團八院 供圖　　

中新網(wǎng)上海2月20日電 題：“氣象賽場”拼搏50多年 中國風云衛(wèi)星有哪些“摘金”技能?

記者 鄭瑩瑩

北京冬奧會上，多顆中國風云衛(wèi)星從太空“眺望”地球，監(jiān)測地表溫度、風云變化，助力氣象保障。

在太空這片“競技場”，奮斗了50多年的中國“風云衛(wèi)星家族”也不是沒有故事的選手。這些年，不管是在極軌還是在靜止軌道，“風云衛(wèi)星家族”都開拓出一片新天地。

每4小時“掃”一次地球 全球首個覆蓋“三軌”的國家

中國“風云衛(wèi)星家族”之所以是個“摘金”選手，因其“廣覆蓋”。在2021年，中國發(fā)射了全球首顆民用黎明軌道氣象衛(wèi)星——風云三號E星(簡稱：“黎明星”)，加上此前發(fā)射的風云三號C星、D星，中國成為全球首個實現(xiàn)“黎明軌道、上午軌道、下午軌道”三星組網(wǎng)運行的國家。

與美歐相似，中國此前的衛(wèi)星觀測時間均集中在上午10時、下午2時附近，在每6小時觀測同化時間窗內(nèi)，全球總有2至3條軌道的衛(wèi)星觀測處于空白區(qū)，無法提供全球覆蓋的初始觀測;而風云三號E星的發(fā)射，彌補了衛(wèi)星觀測軌道的缺憾及觀測資料的不足。

中國航天科技集團八院風云三號衛(wèi)星總體主任設計師陳曉飛在接受中新網(wǎng)記者專訪時介紹，相比風云四號“盯著地球看，1分鐘出一幅圖”，風云三號一顆衛(wèi)星12個小時才能“掃”一次全球，也就是說，如果它早上10時出現(xiàn)在中國上空的話，得晚上10時才能再次出現(xiàn)在中國上空，因此“時效性”較差。而現(xiàn)在，有了早晨5時30分許的黎明軌道、上午10時許的上午軌道，以及下午2時許的下午軌道，風云三號可以每4個小時“掃”一次全球，數(shù)據(jù)的時效性大為提升。

中國航天科技集團八院風云四號衛(wèi)星產(chǎn)品保證經(jīng)理、氣象環(huán)境衛(wèi)星總體部總體一室主任陳曉杰說，“黎明星”發(fā)射后，中國低軌的觀測軌道從全球來看是最豐富的，歐洲和美國合起來有上午和下午軌道，民用衛(wèi)星中，中國是唯一有黎明軌道的，“所以，歐美乃至全球其他各國的氣象研究人員，都非常期待‘黎明星’的一些觀測數(shù)據(jù)?！?/p>

效率提升20多倍 直勾勾地“凝視”地球

陳曉杰說，這10多年，風云衛(wèi)星的觀測能力大為提升。在相對地球不動的靜止軌道氣象衛(wèi)星領域，從風云二號到風云四號，中國氣象衛(wèi)星實現(xiàn)了一次大的跨越。

“原來的風云二號，我們稱之為‘自旋穩(wěn)定’，因為它一直在自旋;現(xiàn)在風云四號，我們叫‘三軸穩(wěn)定’，因為它對著地球有一個比較穩(wěn)定的姿態(tài)。”陳曉杰如是說。

他透露，實際上，對于靜止軌道氣象衛(wèi)星來說，上述跨越是非常大的;中國、美國、歐洲研制最新一代“三軸穩(wěn)定”靜止軌道氣象衛(wèi)星的起步差不多，大概都是從上世紀90年代開始論證，但至今成功自主研制的只有中、美兩個國家。

為何“三軸穩(wěn)定”如此重要?陳曉杰解釋，可以想象一下，如果前方是地球，衛(wèi)星要觀測它，如果衛(wèi)星處于自旋狀態(tài)，邊轉邊觀測，觀測的有效時間就很短，大概只能觀測4%至5%的有效時間。而“三軸穩(wěn)定”，相當于衛(wèi)星直勾勾地盯著地球看，效率一下子就能提升20多倍。

“在靜止軌道實現(xiàn)‘凝視’很重要，比如我們定點在北京上空，原來自旋的話，觀測效率沒有被充分發(fā)揮出來;現(xiàn)在‘三軸穩(wěn)定’靜止了之后，直勾勾地盯著看，北京區(qū)域天氣情況有什么動態(tài)變化，衛(wèi)星就可以及時捕捉到?！?/p>

目前，多顆中國風云氣象衛(wèi)星被世界氣象組織納入全球業(yè)務應用氣象衛(wèi)星序列，成為全球綜合地球觀測系統(tǒng)的重要成員及國際災害憲章機制的值班衛(wèi)星，助力全球氣象災害觀測及氣象預報。比如，今年1月，位于南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島火山噴發(fā)，風云三號、風云四號的多顆在軌運行衛(wèi)星便觀測到了火山爆發(fā)過程。(完)