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风云卫星40年曲折探索路

时间:2018-06-08 20:38 来源:科技日报 作者: 点击:

  6月5日,由中国航天科技集团八院抓总研制的风云二号H星,从西昌卫星发射中心升空。这是我国成功发射的第17颗风云系列气象卫星。

  至此,我国风云卫星的探索之路已走过了40年。

  首星失控,心仍隐隐作痛;1994年的爆炸,惨景犹在眼前。付出过鲜血与生命代价的风云卫星,如今已走上国际气象舞台的中心。

  争议中起步,挫折中前行

  中国气象卫星怎么发展?上世纪70年代有两种声音。

  有人认为“造星不如租星,租星不如买星”,有人坚持自力更生、自主研制。时任中国气象局局长的邹竞蒙力排众议,极力倡导后者。基于此,上海航天争取到了风云系列气象卫星研制项目。1977年,我国确定气象卫星工程代号为“711”工程,第一代极轨气象卫星命名为风云一号,正式开启风云纪元。

  然而前路艰辛超乎想象。

  1988年9月7日,风云一号A星升空。39天后,地面人员发现卫星云图慢慢偏斜,最后只留下地球的一条弧线。由于没有安装备份设备,人们只能眼睁睁地看着卫星失控,消失在太空。

  两年后发射的风云一号B星也连续遭遇故障。由于元器件和软件设计中未进行抗辐射加固,芯片在空间高能粒子轰击下极易产生单粒子翻转问题,随时会引发姿控系统故障。唯一的补救方法是加强地面对卫星的监视,及时纠错减少损失。这年年三十晚上故障爆发,工作人员在随后75天里日夜轮值,实施了一次次抢救。虽然卫星最终恢复了正常工作,寿命却大打折扣。

  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,准备开展转场前的最后一次全面测试。4月2日上午,模拟射前8小时准备测试开始,起初很顺利,10点50分左右,爆炸突然发生。固体远地点发动机燃烧着,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总装工人陈德全的生命,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。

  接二连三的事故让风云卫星研制陷入低迷,但科研团队一次次从跌倒的地方爬了起来。他们把遇到的问题、故障以及解决之策汇编成沉甸甸的教材,为后续攻关提供经验。

  连打翻身仗,成为世界气象主力军

  1999年5月发射的风云一号C星,充分吸取了此前的教训,其自主故障识别和重组系统等方面得到全面改进完善,软件可靠性也有很大提高。该卫星在轨稳定运行达7年,超期服役5年,为屡遭挫折的中国气象卫星事业打了一场漂亮的“翻身仗”。

阴霾散去,光明到来。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,全部成功,挑起了国家重大活动气象保障重担。

  北京奥运会开幕前夕,经历近8年研制的风云三号首发星在太原卫星发射中心升空。它在风云一号局限性显露时应运而生,是我国新一代太阳同步轨道气象卫星。此后,风云三号B星、C星、D星相继发射,实现组网、功能互补,使全球数值天气预报更新时间大幅缩短。

  2016年发射的风云四号A星,实现了我国地球静止轨道气象卫星的更新换代。相比风云二号系列,该卫星观测效率提升20倍、探测通道提升3倍、空间分辨率提升4倍、时间分辨率提升2倍、观测数据量增加160倍,在世界上首次实现成像观测和红外高光谱大气垂直探测兼备,完成了我国气象卫星技术从跟跑到并跑的跨越。随着国家级气象业务平台完成风云二号到风云四号的业务切换,该卫星开始为80多个国家和地区提供卫星资料和产品。

  如今,风云卫星已成为世界气象组织观测网的重要成员,是我国遥感卫星中应用范围最广、效益发挥最好的卫星系列,成为了民用卫星业务服务的典范。