风云气象卫星“叱咤风云”40载,背后艰辛知多少

“风云三号”微波成像仪“进口转国产”

“风云三号”是我国新一代极轨气象卫星,跟踪世界先进水平,堪称“创新之星”。其中,微波成像仪是一个重要载荷,主要用于遥感观测全球降水、云的液水含量、地表植被、土壤湿度、海冰与积雪覆盖等。在对地和大气观测,实现中长期数值天气预报等方面有重要用途,是中国气象局需求最迫切、关注度最高的卫星遥感设备之一。

当时,微波成像仪只有欧美可以生产,系统之复杂、技术难度之高,在世界航天界首屈一指,我国原计划从国外进口该设备。但欧空局开价6000多万欧元,极其昂贵；俄罗斯愿意低价提供样机方案,但经三年多的合作,仍无法实现工程研制。最后,我国决定自力更生,在上海组建一个研究室,专门攻克微波成像仪。但此时,已经比整星研制落后了一年半。

难度之大、时间之紧,非同小可。据中国航天科技集团八院参与设计的何勇礼回忆,当初组建的20多人研究室,在巨大的压力下最后只剩下了6人。实在“熬不下去”的时候,连带头人吕利清都悄悄打好了辞职报告。但最终,他带领核心团队成员咬牙坚持了下来。这一坚持,就是8年。

按照方案,微波成像仪包括探测头部、中央处理器、扫描驱动机构及控制器等多个功能模块,整机重量有150公斤左右。但经过多次协调,总体的重量指标最多只有100公斤。有一天,万般无奈的吕利清冲到了工程总师孙敬良的面前,大声说道:“我要打官司!”

孙敬良看着这个情绪激动的青年人,一面和蔼地让他坐下,一面拿过资料,认真地看了起来。孙敬良用卫星工程系统间为数不多的余量,全力支持国产微波成像仪的研制工作。没过多久,微波成像仪的重量指标放宽到了150公斤,国产化的研制工作迅速地走上了正轨。

经过日夜鏖战,2004年,我国第一台微波成像仪模样机终于问世,性能指标满足“风云三号”气象卫星的全部要求,并且一举突破了所有的关键技术,为后面初样和正样的研制工作扫清了技术障碍。

目前,微波成像仪已经成功地应用于4颗“风云三号”气象卫星,应用成果显著。2013年1月初,我国极地科考船“雪龙号”被困南极,就是利用“风云三号”微波成像仪探测的数据,分析出被困原因,并给出该海域海冰覆盖变化的总体趋势。2017年2月21日,全国各地大幅降温,京、豫、鲁等地普降大雪,中国气象局运用“风云三号”卫星微波成像仪探测的数据,很快就制作出积雪深度图。

今年11月15日,我国成功发射的“风云三号”D星上的微波成像仪,具有10个遥感通道,探测频率覆盖、探测灵敏度、定标精度等性能,已与美国DMSP遥感卫星载荷相当,达国际先进水平。

尤为可喜的是,中国航天科技集团八院的“70后”“80后”设计师,已成为微波成像仪的研制主力军。我国航天事业,正是在一代代航天人艰难曲折的探索中,前赴后继、薪火相传,不断创造新的辉煌!

未来十年,我国还将发射10多颗风云气象卫星。包括风云二号卫星1颗,风云三号卫星4颗,风云四号卫星2颗,降水测量雷达卫星2颗,晨昏轨道卫星、静止轨道微波探测卫星、高精度温室气体综合探测卫星、大气环境监测卫星各1颗。

预计到2030年左右,我国第三代极轨和静止气象卫星将形成全球观测系统,对地球气候系统进行全天候、全天时、三维、定量探测,满足我国气象、水文、农业、防灾减灾、气候变化、保障国家安全等需求,将有力提升我国国际影响力。（记者张建松）