4月16日，距離地球407公里的浩瀚太空中又增加了一顆閃亮的“中國(guó)星”——風(fēng)云三號(hào)G星。這是風(fēng)云氣象衛(wèi)星家族的第20顆衛(wèi)星，也是風(fēng)云三號(hào)系列衛(wèi)星發(fā)射的第6顆星作為中國(guó)首顆低傾角軌道降水測(cè)衛(wèi)星。它的成功發(fā)射標(biāo)志著我國(guó)成為全球唯一同時(shí)業(yè)務(wù)運(yùn)行晨昏、上午、下午和傾斜四條近地軌道民用氣象衛(wèi)星的國(guó)家。

　　這顆衛(wèi)星發(fā)射背后有怎樣的故事？它將為全球天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)貢獻(xiàn)哪些中國(guó)力量？

　　解決地面降水監(jiān)測(cè)盲區(qū)問(wèn)題

　　特殊的外觀、特殊的軌道，取決于它特殊的使命——解決臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣系統(tǒng)強(qiáng)降水監(jiān)測(cè)問(wèn)題，為世界提供全球中低緯地區(qū)降水三維結(jié)構(gòu)信息。

　　國(guó)家衛(wèi)星氣象中心副主任、風(fēng)云三號(hào)極軌衛(wèi)星地面系統(tǒng)總指揮張鵬對(duì)記者說(shuō)，這顆衛(wèi)星的上天將對(duì)目前地面預(yù)報(bào)降水實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，大大提高降水預(yù)報(bào)的精度，也對(duì)人工影響天氣作業(yè)產(chǎn)生有利影響。

　　“特殊的外觀、特殊的軌道，取決于它特殊的使命——解決臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣系統(tǒng)強(qiáng)降水監(jiān)測(cè)問(wèn)題，為世界提供全球中低緯地區(qū)降水三維結(jié)構(gòu)信息，因此我們也稱它為‘降水星’?！睆堸i說(shuō)。

　　目前，我國(guó)已建成比較完備的地面監(jiān)測(cè)網(wǎng)，其中地面降水雷達(dá)在監(jiān)測(cè)降水三維信息方面發(fā)揮了巨大作用，但它在廣袤海域或地形復(fù)雜等地區(qū)存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)。而衛(wèi)星在監(jiān)測(cè)這些區(qū)域方面具有特殊優(yōu)勢(shì)。如何將降水雷達(dá)搬到衛(wèi)星上，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合？張鵬表示，研制風(fēng)云三號(hào)G星的目的就在于此，在太空中實(shí)現(xiàn)對(duì)降水結(jié)構(gòu)的三維滴譜探測(cè)，地空天協(xié)同，解決地面降水監(jiān)測(cè)盲區(qū)的問(wèn)題。

　　通過(guò)主動(dòng)降水雷達(dá)、微波降水遙感和紅外降水估計(jì)，風(fēng)云三號(hào)G星可以提供降水結(jié)構(gòu)的三維立體監(jiān)測(cè)信息，這對(duì)于我國(guó)強(qiáng)降水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警、降水機(jī)理研究和支撐人工影響天氣業(yè)務(wù)開展，具有非常重要的意義。

　　實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)技術(shù)突破

　　2006年，第二代極軌氣象衛(wèi)星的首發(fā)星風(fēng)云三號(hào)A星正處于后期工程研制階段，發(fā)射指日可待。當(dāng)時(shí)氣象衛(wèi)星科技工作者就已在謀劃，“實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代后，未來(lái)極軌衛(wèi)星的技術(shù)攻關(guān)將指向何方”？

　　“在大氣科學(xué)發(fā)展需求、氣象業(yè)務(wù)發(fā)展需求和航天科技進(jìn)步需求等三方需求牽引下，我們共同確定了風(fēng)云三號(hào)‘降水星’的研制任務(wù)。”張鵬說(shuō)。

　　鎖定目標(biāo)后，承擔(dān)這一重大工程任務(wù)的氣象和航天工作者便開始緊鑼密鼓地部署推動(dòng)。2015年，“降水星”正式納入風(fēng)云三號(hào)工程建設(shè)；2018年，天地一體化5大系統(tǒng)研制工作正式啟動(dòng)……“就在上個(gè)月，我們完成了衛(wèi)星發(fā)射前整個(gè)地面系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，這標(biāo)志著地面系統(tǒng)準(zhǔn)備好，具備了接收處理‘降水星’資料的能力。”風(fēng)云三號(hào)G星地面系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師谷松巖說(shuō)。

　　如今，位于非太陽(yáng)同步軌道上的風(fēng)云三號(hào)G星，在407公里的太空中自由翱翔，兩個(gè)太陽(yáng)能板如同它的翅膀，使其能游刃有余地持續(xù)獲取太陽(yáng)能量。谷松巖表示，太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星只有一個(gè)太陽(yáng)能板，因?yàn)樗c太陽(yáng)的夾角始終不變，因此可以持續(xù)獲取太陽(yáng)能量，而“降水星”與太陽(yáng)的夾角是變化的，當(dāng)太陽(yáng)能板與太陽(yáng)間的夾角小于某個(gè)角度時(shí)，它就不能獲取足夠能量，需要通過(guò)掉頭利用另一側(cè)的太陽(yáng)能板繼續(xù)獲取太陽(yáng)能量。

　　此外，“降水星”運(yùn)行時(shí)并不經(jīng)過(guò)南北極，無(wú)法借用南北極的衛(wèi)星接收站的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)功能，如果僅靠國(guó)內(nèi)衛(wèi)星地面站來(lái)接收“降水星”的監(jiān)測(cè)資料，可能需要16個(gè)小時(shí)才能完成數(shù)據(jù)同步?！拔覀兺ㄟ^(guò)中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)獲取時(shí)間從16小時(shí)壓縮到3小時(shí)內(nèi)，這也是民用衛(wèi)星首次使用中繼技術(shù)開展業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸。” 谷松巖解釋。

　　國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)星載主被動(dòng)微波聯(lián)合測(cè)量降水系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)、首次實(shí)現(xiàn)星載被動(dòng)微波輻射計(jì)成像和探測(cè)一體化設(shè)計(jì)、首次生成風(fēng)云三號(hào)被動(dòng)微波多星融合綜合數(shù)據(jù)集……一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)突破的背后，其實(shí)也是中國(guó)航天工業(yè)研制能力穩(wěn)步提升的寫照。

　　據(jù)悉，目前我國(guó)第三代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云五號(hào)的技術(shù)攻關(guān)方向也在同步謀劃中。未來(lái)，風(fēng)云衛(wèi)星將通過(guò)不斷提升星載降水探測(cè)能力，促進(jìn)我國(guó)降水探測(cè)能力及預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的提高，進(jìn)而為全球應(yīng)對(duì)氣候變化提供支撐。

　　車輝 王羨茹