一路回头 微信一度变脸 这就是中国的“风云”

2021年2月3日15:23:53 评论 87

资料来源:《科技日报》

一路回头 微信一度变脸 这就是中国的“风云”

左边是微信之前的原开机页,右边是风云四号更换后拍的照片。图片来源:中国新闻网推出微信,一个孤独的小男人凝视地球。美国宇航局向世界发布的第一张完整的地球照片被称为“蓝色大理石”。它由阿波罗17号宇航员拍摄,从非洲大陆上空观看。

每当中国航天科工集团第八研究院气象与环境综合办公室副主任、风云四号卫星总设计师陈晓节打开微信,思绪就会不由自主地飞到2017年9月25日。

那天是中国新一代静止气象卫星风云4 A正式投入使用的日子,微信启动屏变脸。——的图像还是蓝地球,但是显示位置已经换到了东半球,是风云4 A拍的。

一路回头 微信一度变脸 这就是中国的“风云”

风云四号效果图“照片透视是从中国上空观察到的地球,感觉很不一样。”这一点,陈小姐已经深有感触。

1969年初,一场罕见的雨雪冰冻灾害席卷半个中国。当时世界上只有苏联和美国有气象卫星。我国虽然可以接收到国外的卫星云图,但只是简单的“黑白图像”,无法挖掘原始数据,检索各种气象要素,应用受到很大限制。

1969年1月29日,周恩来总理提出:“我们必须迅速改变落后状况,搞自己的气象卫星。”1970年2月,周总理亲自签发中共中央、国务院、中央军委文件,布置了发展气象卫星的任务。至此,中国气象卫星产业正式启动。

到目前为止,中国已经成功发射了17颗风云系列气象卫星,其中7颗目前在轨。这些最“感知人的温暖和温暖”的卫星,在太空中观察地球的变化,促使我们加衣带伞。

中国气象局表示,中国计划在2021年发射风云四号B和风云三号E卫星,并计划在“十四五”期间发射七颗风云气象卫星。“到2035年,中国应建立起监测精确、预报准确、服务优良的气象业务系统。气象综合实力达到世界先进水平,气象深入融入民生保障和产业发展,气象力量基本建成。”该局局长庄国泰透露。

一路回头 微信一度变脸 这就是中国的“风云”

在轨风云卫星的示意图命运多舛,第一颗星在发射39天后“死亡”

1988年9月4日,风云一号卫星的总设计师孟执站在几十米高的发射塔上,他的心翻了个底朝天。

那是中国第一颗风云卫星最初计划发射的日子。但在指挥官下达“5小时准备”命令后,控制中心突然失去卫星所有遥测信号,发射终止。

风云一号卫星项目总设计师任新民下令现场考察。孟志忠和当时的姿态控制系统总设计师徐福祥,带着测试小组成员爬上高塔,紧张地在卫星上进行“手术”。这个时候周围没有护栏,卫星下面有装满推进剂的火箭,每一个动作都要小心。

让孟志忠感到压力的是,预定的发射时间快到了,全国各地的电台都已经准备好了,不断打电话询问消息;从北京到上海再到发射中心,沿途的通讯线路上部署了士兵,每个人都在各自的岗位上等待发射的消息。塔上的清障工作进展缓慢,孟志忠焦虑内疚。

直到晚上,故障原因终于被查出,是遥测仪的CMOS电路在某些情况下被“锁定”。测试小组取下遥测仪,连夜修理,第二天早上放回卫星。

三天后,历时近十年的风云一号A卫星成功发射,使中国成为世界上第三个拥有极地轨道的国家

因为没有安装备份设备,风云一号A星在众目睽睽之下“死”在太空,离发射只有39天。

世界航天史上罕见的卫星地面救援

1990年9月3日,风云-1 B成功发射。能及时为第11届亚运会提供天气预报,但仅过了十天就出现异常。

科技人员及时完成修复,但发现一个棘手的问题:卫星在元器件选择和软件设计上没有被辐射硬化。这一漏洞使计算机电路芯片暴露在空间高能粒子的轰击下,容易引起单粒子翻转问题,导致计算机工作异常,姿态控制系统随时失灵。

漏洞无法填补。唯一的办法就是加强卫星监视,及时纠正问题。

钟、徐福祥带领科技人员分成两个工作组,轮流在卫星测控中心值班。他们利用卫星每天运行六次的机会来监控他们在轨工作。

1991年2月14日,除夕夜,卫星云图突然扭曲滚动。在随后的75天里,工作人员不间断地轮流值班,开始了世界航天史上罕见的卫星地面救援行动。他们像急诊医生一样,一次又一次地救活了正在遭受“急症”折磨的风云一号B星。然而,频繁的“运行”极大地破坏了卫星的生命力,大大缩短了它们的寿命。

最终风云一号B星断断续续工作到1992年11月,在轨正常运行285天,未能达到一年的设计寿命指标。

“两弹一星”功勋科学家孙家栋院士作为风云二号卫星项目总设计师,与风云共事40余年。他曾经说过:“我这辈子做过卫星主,风云二号对我来说是最难的。”

忘。”

1994年2月,我国首颗地球静止轨道气象卫星——风云二号01星来到西昌卫星发射中心。经过多项测试后,卫星顺利加注了燃料,装上了固体远地点发动机,只待开展转场前的最后一次全面测试。

4月2日上午,测试开始。10点50分左右,固体远地点发动机燃烧爆炸,黑色浓烟夹着血红的火光涌出来,观测窗玻璃被震碎,厂房供电中断。

这次重大事故夺走了一位总装工人的生命,并导致30多位试验队员受伤住院。由于不了解肼燃料的性能和危险性,忽视了防静电和环境温湿度要求,航天人遭受了惨痛教训。

风云一号C星打了个漂亮的“翻身仗”

接二连三的事故,让风云卫星研制陷入低迷。但一次次跌倒的航天人,又一次次倔强地站了起来。他们将沉甸甸的经验教训汇编成册,成为指引后续工作开展的典型教材。

被任命主持风云一号C星研制工作时,孟执中已经60岁了。此前的挫折让他心有不甘。他分析,风云一号A星、B星未完成任务的原因,不在于性能指标没有达到要求,而是由于可靠性不高造成中途夭折。研制1颗长期可靠、稳定运行的业务应用气象卫星,成为团队共同的目标。

1999年5月10日,风云一号C星成功发射。这次发射后来被选为我国20世纪最后一年的3件大事之一,镌刻于中华世纪坛。2000年8月,世界气象组织将该卫星列入世界业务气象卫星序列。

风云一号C星打了个漂亮的“翻身仗”。它在轨稳定运行达7年,被誉为“太阳同步轨道长寿第一星”,揭开了我国气象卫星事业上新的一页。

此后,风云卫星发展之路越走越顺。

2002年,风云一号D星发射,成为国内寿命最长的遥感卫星之一。2004年发射的风云二号C星,是当时国内应用最为广泛的业务应用卫星,并获得世界气象组织的高度评价,被列为全球气象卫星观测网的重要业务卫星之一。2006年到2014年,我国先后发射4颗风云二号系列卫星,挑起了国家重大活动气象保障重担。

2008年,北京奥运会开幕前夕,我国第二代太阳同步轨道气象卫星风云三号首发星升空。此后,风云三号B星、C星、D星相继发射,实现了对风云一号的升级换代。它们组网运行、功能互补,实现从二维成像到三维探测、从单一光学到全谱段宽波谱探测,并使全球数值天气预报更新时间大幅缩短、预报时效延长,预报精度也进一步提高。

一路回头 微信一度变脸 这就是中国的“风云”风云三号D星发射

在国际“暗战”中逆袭,一颗星干两颗星的活

2021年1月15日,上海菜市场里的太湖矮脚菜,价格较10天前翻了一倍。当地媒体发现,这与近日连续出现的寒潮颇有关系。据气象台预报,1月16日又有寒潮侵袭,当地蔬菜供应单位提前部署,全力开展了应急保供工作。

天气变化影响着人们穿衣、出行,乃至生活的方方面面。国家卫星气象中心遥感应用室主任、风云气象卫星应用系统总设计师唐世浩介绍,为准确预报寒潮提供支撑,以及监测寒潮的发展和影响,只是风云卫星的“基本功”之一。

尤其是被称为中国气象卫星界“实力担当”的新一代静止轨道气象卫星——风云四号A星成功发射,使我国气象卫星技术从跟跑、并跑转向并跑、领跑,推动我国气象综合能力进一步提高。

回想起风云四号A星的研制和发射,陈晓杰感觉像一场激烈的竞赛。

2016年,仿佛事先约定过一样,中国、美国、欧洲、日本的新一代静止轨道气象卫星研制,均发展到紧要关头,大家暗中较着劲。

除了欧洲卫星由于种种原因至今尚未发射,2016年11月初,日本率先发射“向日葵9号”(Himawari 9)卫星。这颗卫星采用了许多美国的技术和产品,将代替该国此前发射的“向日葵8号”。

11月19日,美国新一代静止轨道气象卫星GOES-R发射。业界评价说,与以前的气象卫星相比,该卫星带来的飞跃如同从黑白电视变成高清彩电。

12月11日,我国风云四号A星发射。

一路回头 微信一度变脸 这就是中国的“风云”

2016年11月,风四吊装至发射塔。

陈晓杰表示,风云四号A星不仅对地综合观测能力全球领先,还是国际上首颗单星实现对地“多光谱二维成像+高光谱三维探测+超窄带闪电成像”综合观测的静止轨道气象卫星。

过去,垂直探测仪器和成像观测仪器的相互干扰,一直是国际上的难题。欧洲此前的做法是将两者分别放在2颗卫星上工作。

比起国际竞争对手,风云四号A星的性能毫不逊色。有人形容,这颗星同时干着2颗星的活。

据风云四号卫星系统总设计师董瑶海介绍,该卫星通过自主研制的SAST-5000卫星平台,实现了带有运动光学部件的多载荷同时工作,各载荷和谐共处。

该卫星搭载的多通道扫描成像辐射计,是当时我国静止轨道卫星最先进的辐射成像仪,能够每15分钟对东半球扫描一次,最高空间分辨率达到500米。“500米精度对于接近36000公里高的地球静止轨道来说,相当于在几公里之外放置几盏烛光,而且看得清清楚楚。”董瑶海说,这一精度与美国同期发射的GOES-R卫星相当。

同时,风云四号A星搭载的干涉式大气垂直探测仪,可以对大气进行垂直探测;搭载的我国首台星载闪电成像仪,可用广角镜头盯住我国及周边区域,不眠不休时刻准备拍摄,每秒能拍500张照片,记录闪电的频次和强度。

15年后,气象综合实力全球领跑

今年起,风云家族要“添丁”了。

据中国气象局消息,风云四号的第二颗卫星——风云四号B星,目前研制工作基本已经完成,按照计划,今年将择机发射。

风云四号B星的载荷得到了优化。例如,多通道扫描成像辐射计,部分通道得到了局部优化;大气垂直探测仪的空间分辨率也得到了提升。

同时,这颗卫星上新增了一台快速成像仪,它能通过调整镜头,根据指令对不同区域进行灵活的观测,分辨率在目前全球静止轨道气象卫星中最高。

唐世浩对此颇为期待。他说,目前风云四号A星对我国及周边区域的成像是5分钟一次,最高分辨率为500米。对一些尺度较小、持续时间较短的天气现象,可能就漏掉了。而风云四号B星搭载的快速成像仪,可以实现对数百万平方公里区域1分钟一次成像,最高分辨率达到250米左右,对中小尺度的天气系统具备更强的监测能力。

今年我国计划发射的风云三号E星,将是世界首颗晨昏轨道气象卫星。目前全球极轨气象卫星均为上午或下午轨道,意思是其观测时段为上午或下午。而风云三号E星将在晨昏时间进行观测,可弥补当前的观测空白,提高全球数值天气预报精度和时效。

唐世浩介绍,风云三号E星与目前在轨运行的风云三号系列卫星组网运行后,每天的观测时间分布将更均匀,并得到晨昏时间的气象资料。另外,过去风云卫星在夜间只能通过红外和微波仪器观测,而风云三号E星搭载了微光观测设备,具备可见光夜间观测能力。

一路回头 微信一度变脸 这就是中国的“风云”风云发射表

记者从中国气象局获悉,“十四五”期间我国计划发射的风云卫星,轨道种类会进一步丰富。例如在地球静止轨道上,会有不同轨位风云卫星,通过光学和微波手段进行观测。在低轨方面,除了上午、下午轨道和晨昏轨道,我国还将向低倾角倾斜轨道发射降水卫星,主要对低纬度地区的降水进行监测。

唐世浩表示,未来风云卫星的发展主要包括提升对大气风场、云雨大气及其垂直结构的监测能力,提高监测精度和监测时效,同时增强卫星的协同机动观测能力等。

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