新华网北京12月12日电(陈听雨) 来自国家国防科技工业局、国家航天局的消息,12月11日0时11分 ,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射风云四号卫星。风云四号卫星实现了我国静止轨道气象卫星升级换代和技术跨越,将对我国及周边地区的大气、云层和空间环境进行高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率的观测,大幅提高天气预报和气候预测能力。

风云四号卫星是我国静止轨道气象卫星从第一代(风云二号)向第二代跨越的首发星,也是我国首颗地球同步轨道三轴稳定定量遥感卫星,使用全新研制的SAST5000平台,设计寿命7年。卫星成功突破了代表国际前沿的高精度图像定位与配准、微振动测量与抑制等20余项核心关键技术,装载四种先进有效载荷,整体性能达到国际先进水平。

国家国防科工局系统工程司副司长赵坚称,“我国风云系列气象卫星现已形成与美国、欧洲气象卫星三足鼎立的局面,目前东半球的气象预报主要靠我国的气象卫星提供相关资料。”

静观天象 感知冷暖

据风云四号卫星工程总师李卿介绍,风云四号科研试验卫星工程是我国一项重大宇航工程项目,它将完成以下五项主要任务。首先,获取地球表面和云的多光谱,高精度定量观测数据和图像,获得高频次的区域图像,全面提高对地球表面和大气物理参数的多光谱、高频次、定量探测能力。其次,它能实现大气温度和湿度参数的垂直结构观测,提高探测精度和垂直分辨率。第三,实现闪电成像观测,获取观测覆盖区范围内的闪电分布图。第四,完成卫星图像、遥感数据及产品分发和灾害性天气警报信息发布。此外,监测太阳活动和空间环境,收集地球环境参数,为业务研究提供观测数据。

风云四号卫星地面应用系统总工程师张志清称,“风云四号静止气象卫星是世界上性能先进甚至是领先的气象卫星,此次建成的地面应用系统是迄今最为复杂的地面系统,在发射入轨后,将与现有卫星共同构成新一代的静止气象卫星观测系统。星地协同,高效运行,发挥应用效益?！?/p>

他指出,风云四号静止气象卫星高时空分辨率成像资料、闪电监测资料、大气三维温湿度探测资料和空间天气监测资料将在天气监测与预报、气象防灾减灾、应对气候变化、生态环境监测、航空和空间天气等领域得到广泛应用。

除天气监测与预报预警、数值预报应用以外,风云四号还将应用于气候预测与气候资源利用、灾害及环境监测、人工影响天气、航空、支持大气科学前沿性探索以及太阳和空间天气探测,灾害性空间天气事件的监测等多个领域。

自主创新 技术突破

风云四号卫星系统总师董瑶海指出,“作为我国新一代静止轨道气象卫星,风云四号卫星采用了全新的总体方案、全新的载荷配置,关键技术突破多、自主创新成果多。”

他介绍,概括而言,风云四号卫星主要体现了三大特点。首先是技术新。伴随着气象事业的发展,实现高精度、高时效、高频次的对地观测是世界气象卫星的发展趋势。风云四号卫星对标世界一流,成功突破了代表国际最前沿的高精度图像定位与配准、微振动测量与抑制、定量化遥感等20余项关键技术,填补了多项国内空白。尤其是图像定位和配准技术,经过地面试验验证,定位精度可达到1像元,与国外最新的高轨气象卫星处于同一起跑线上,进一步提高了我国静止轨道定量遥感卫星的研制能力,达到世界先进水平。

其次是平台新。卫星首次使用了航天科技八院全新研制的SAST5000平台,该平台采用六面柱体构型、单太阳翼、三轴稳定控制方案,并采用了双总线体制、高性能AOS技术、大功率电源、整星防静电技术、整星防污染技术等一系列关键技术,具有承载能力大、质心低、力学响应小、对地面大等特点。与风云二号类似陀螺旋转的自旋稳定方式不同,风云四号采用了三轴稳定方式,可以轻松实现对在高空对地球的24小时凝视,对地观测时间利用率接近80%,将为稳定的气象业务观测提供有效支撑,总体水平达到国际先进。

第三是载荷新。风云四号是国际上首颗同时装载多通道扫描成像辐射计和干涉式大气垂直探测仪的高轨气象卫星。多通道扫描成像辐射计的成像通道从风云二号的5个增加到了14个,覆盖3个可见光和11个短波红外、中波红外和长波红外等波段,通道数量提升近3倍,与美国刚刚发射的GOSE-R的16通道相当。同时,星上辐射定标精度达到1K、灵敏度0.1K,也就是说,卫星在测量地面温度时误差小于1℃,只要发生0.1℃的变化就能感知出来。此外,卫星全圆盘成像时间15分钟,区域观测能力3～5分钟,与欧美新一代静止轨道气象卫星相当。

最新研制的干涉式大气垂直探测仪是在国际上首次装在于气象卫星上,探测仪的探测通道达1700个,可在垂直方向上对大气结构实现高精度定量探测。也就是说不仅实现了从黑白电视机向彩色电视机的跨越,还可以对大气环境作CT扫描,进行切片观察,大大提高了气象观测的能力。此外,卫星还装载了我国自主研制的闪电成像仪,一分钟可以拍摄500张闪电图,探测区域范围内的闪电频次和强度,这可以用来实现对强对流天气的监测与跟踪,提供闪电灾害预警,这也是国内首次应用。

意义重大 成绩瞩目

风云四号卫星工程由国防科工局组织实施,卫星主用户为中国气象局。卫星、运载火箭分别由中国航天科技集团公司上海航天技术研究院、中国运载火箭技术研究院研制,测控通信系统由西安卫星测控中心负责,地面应用系统建设由中国气象局国家卫星气象中心负责。此次发射任务是长征系列运载火箭的第242次发射。

经过40多年的发展,我国气象卫星及应用取得了举世瞩目的成绩。在此之前,我国已成功发射了14颗气象卫星,其中7颗卫星在轨运行,成为世界上少数几个同时拥有极轨和静止轨道气象卫星的国家。极轨气象卫星实现了升级换代和上、下午星组网观测,风云四号卫星的成功发射使静止轨道气象卫星也实现了升级换代,并形成了“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的业务格局。

中国航天科技集团公司八院表示,风云系列卫星应用成果显著,为多个行业和领域应用提供了重要支撑,国内接收和利用风云卫星资料的用户已超过2500家,有力保障了防灾减灾、气候变化、生态环境?；さ鹊挠τ眯枨?。此外,风云系列气象卫星还被列入国际气象业务卫星序列,接收和应用风云卫星资料的国家和地区达70多个,确定了我国在全球观测领域应有的国际地位,增强了相关国际活动中的话语权。

赵坚表示,风云四号卫星的成功发射意义重大,不仅可以更加精确地开展天气监测与预报预警、数值预报、气候监测;还可以对灾害及环境监测、人工影响天气、支持大气科学前沿性探索、空间天气研究提高有力支持;并将对有助于提高我国气象卫星全球观测能力,为全球观测系统的发展做出应用的贡献,显著提升我国参与全球竞争的能力,增加我国在相关国际活动中的话语权。