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新一代静止轨道气象卫星将实现光学和微波“双子星”
来源:人民网 2018-11-08 16:33:56

人民网珠海11月8日电 (记者 魏艳 皇甫万里)在第十二届中国国际航空航天博览会上,由中国航天科技集团公司八院抓总研制的静止轨道微波探测气象卫星以其“穿云透雾”的绝杀技能跃入观众的视野,并将成为新一代静止轨道气象卫星系列的新成员。

新一代静止轨道气象卫星将实现光学和微波“双子星”

据了解,新一代静止轨道气象卫星系列将涵盖光学和微波两个序列。截至目前,静止轨道微波探测卫星在国际上尚属空白。据静止轨道微波探测气象卫星总指挥陈文强介绍,“根据我国出台的气象卫星发展规划,在‘十三五’期间,我国将进行静止轨道微波探测卫星的立项,在‘十四五’期间完成发射。届时,将实现静止轨道微波探测与光学探测两种手段的协同使用,率先在国际上形成探测手段齐全的静止轨道气象卫星体系。静止轨道微波探测将在世界范围内首次实现零的突破。”

享有国际盛誉的风云四号A星作为新一代静止轨道气象卫星系列第一颗光学卫星,于2016年12月11日搭乘长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射,正式拉开了中国静止轨道气象卫星升级换代的序幕。在今年9月,伴随巨型台风“山竹”步步逼近之时,在台风“山竹”汹涌来临之时,国家卫星气象中心连续出动风云四号A星、风云三号D星、风云二号G星等多颗卫星密切观测台风位置、发展阶段、演变趋势、风速大小、降水情况等。其中新一代静止气象卫星风云四号A星发挥云图监测的主力作用,提前防灾预警,有效减少了经济损失。

全天时全天候的必杀技“穿云透雾”

静止轨道微波探测气象卫星是瞄准光学卫星不能穿透云层的“痛点”,选用波长更长的微波进行观测,可穿透云雨内部结构,能解决光学卫星视线容易被云层“遮蔽”的问题,实现大气三维温、湿度结构的全天时、全天候监测。

据悉,极轨气象卫星(如风云三号)已实现在轨微波探测,微波通道信息丰富、空间分辨率高,在台风监测、短临降雨方面发挥了一定作用。但由于轨道特点,当前极轨气象卫星观测时间间隔大多在4~5小时,而强对流天气的典型生命史仅有5~6小时,极轨气象卫星时效性不足的问题,限制了其在灾害性天气监测预警中的作用。

静止轨道微波探测气象卫星为我国首次实现的定量化静止轨道微波遥感卫星,具备对地球全圆盘范围内台风、流域性降水等气象现象进行全天候分钟级的监测能力,并实现台风的路径、强度的准确预报。利用频点优化配置的微波探测能力,实现地球全圆盘图范围内大气不同高度层的温、湿度廓线的立体探测。利用静止轨道观测能力将大大提升目前极轨卫星微波观测时间分辨率和观测区域灵活调整的能力。

“将静止轨道光学遥感的高分辨率观测优势和微波对云雨大气独具的穿透性探测能力相结合,将实现静止轨道气象卫星的‘连续性+立体观测’,基本就让风雨‘无处遁形’,尤其是对快速变化的台风、流域性降水等灾害性天气系统的监测预警能力,并将大大提升数值天气预报的水平。”静止轨道微波探测气象卫星总设计师董瑶海说。

勇立潮头,集智攻关,提升世界气象预测水平

静止轨道微波探测气象卫星采用航天科技集团八院成熟的高轨高精度遥感卫星平台,装载毫米波亚毫米波探测仪,运行于36000km高度的地球静止轨道,定点于我国赤道上空的某个许可轨位。目前,正在集全国之力开展多项静止轨道微波探测关键技术的攻关。董瑶海总师介绍,“为达到天气预报需求的空间分辨率,探测仪采用5m口径反射面天线,已突破我国运载包络尺寸。天线口径、型面精度、折叠与在轨展开、天线面变形控制等指标均为国际一流水平,加工设备及工艺已达国内技术极限,个别指标或方案目前尚无有效技术手段进行验证。”事实上,在国际上,还没有在轨应用的静止轨道微波探测类遥感仪器。

据了解,静止轨道微波探测气象卫星正在开展背景型号关键技术攻关,计划于2019年型号立项,2023年完成发射在轨。此后,无论是“山竹”,还是“榴莲”,静止轨道微波探测气象卫星都会心细如发、目光如炬地全面洞穿台风等的内部结构信息,提升我国以及全世界的气象预测水平。

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