50年17顆衛星！中國「從零追趕」到「部分領跑」

半個世紀前的氣象預報員很難想像，今天的中國，廣袤土地上空任何一塊區域雲的圖像，可以「想看就看」——

距離地球800公裡和3.6萬公裡的太空中，7顆風雲衛星俯瞰全球風雲；北到北極圈內，南到南極大陸，都有海量衛星數據在接收、處理和分發；每5分鐘，就有一張新的中國區域雲圖回傳，從衛星鏡頭到預報員手機屏幕，只要不到10分鐘的時間……

「氣象衛星應如自來水般長期供應！」來自「共和國勳章」獲得者、風雲二號氣象衛星工程總設計師孫家棟的這個描繪，已經從夢想照進現實。

在中國氣象局近日舉行的風雲氣象衛星事業50周年媒體通氣會上，國家衛星氣象中心主任、風雲氣象衛星工程總設計師楊軍說，在中國風雲衛星50年的發展歷程中，依靠一代代科學家不斷探索、攻艱克難，「從零開始」的風雲衛星，以「小步快跑」的方式，實現從「跟跑」到「局部領跑」的跨越。

據他透露，2016年發射的我國第二代靜止氣象衛星風雲四號A星，對我國區域可實現每5分鐘一次的觀測覆蓋，最高解析度從1.25公裡提高到500米，並且在全球首次實現靜止軌道大氣高光譜垂直探測，綜合探測水平國際領先；2017年發射的風雲三號D衛星，搭載有世界上首臺能獲取全球250米解析度紅外分裂窗區資料的成像儀器，可以每日無縫隙獲取全球250米解析度紅外圖像。

「這種『獨步天下』的能力，為全球生態環境、災害監測和氣候評估提供中國觀測方案。風雲衛星在體系上非常完整，可以說，其他國家擁有的探測能力我們都有，我們所有的，他們有些沒有。」楊軍說。

（圖為風雲二號H星首幅圖，中國氣象局供圖）

起步接連失利，「風雲」籠罩陰霾

在50年前的中國，工業基礎薄弱、設備簡陋、技術落後，別說造自己的氣象衛星、用自己的氣象衛星，很多科研技術人員連什麼是氣象衛星、氣象衛星有何作用都不知道。

「從零起步到底有多難？」楊軍有這樣一個說法：風雲衛星建設發展50年的過程，每一個航天可能出的問題，我們一個沒落，都遇到過。但失敗是成功之母，吃一塹長一智。

據他介紹，風雲一號極地軌道氣象衛星發射成功，科研人員拿到第一張成圖時，時任中國氣象局局長鄒競蒙正在主持國際會議，會上他把第一張圖，給在座的國內外專家「秀」了一下，當時全場掌聲雷動——中國成為擁有氣象衛星的國家，這一事實震驚了全世界。

然而，由於姿態控制問題，第一顆風雲衛星只工作了39天，便消失在茫茫太空。之後的研製之路，也並非一帆風順。

據風雲四號衛星系統總設計師董瑤海回憶：1990年，風雲一號B星發射，10多天後衛星出現異常，只工作了158天便宣告失效。1994年，風雲二號01星在發射前測試過程中發生意外。1997年，風雲二號A星發射成功，但運行幾個月後便出現故障，最終還是沒有實現業務化。

起步的接連失利，讓「風雲」衛星事業籠罩了一層陰霾。

董瑤海說，衛星成功上天業務化運行後，第一個需要破解的問題，就是可靠性和使用壽命。經過三代人的艱苦努力、重點攻關，解決了影響衛星長壽命運行的技術問題。

直到世紀之交，「風雲」的陰霾才最終散去。1999年和2002年，我國成功發射了風雲一號C、D業務星，衛星在軌運行壽命分別達到6年5個月和10年，大大超過設計壽命。2004至2008年，成功發射了風雲二號C、D、E業務星，在軌運行壽命達到8至10年。

（風雲四號A星多通道掃描成像輻射計第一幅多通道彩色合成圖像。中國氣象局供圖）

除了學習和合作外，沒有別的出路

「除了學習和合作外，沒有別的出路。」這是孫家棟的一句話，很多「風雲」人認為用它來形容那段低谷徘徊期很合適。

讓人感慨的是，當風雲一號A星、B星運行壽命未能達到目標，受到巨大質疑時，已是古稀之年的兩彈一星元勳任新民，「著了魔一般」帶領科技人員分析原因，並親自到國家有關部門匯報工作，堅定要求支持「我們的這支氣象衛星隊伍」走下去；為了攻克風雲二號前兩顆衛星出現的問題，時任風雲二號衛星地面應用系統總師許健民，副總師李希哲、張青山與全體團隊成員一起，沒日沒夜，登上青藏高原開展「救星」試驗，於上萬次手寫運算中破解「定位」難題，不僅讓衛星「起死回生」，更使得「圖像上每一個點都變得很準確」……一代代科技工作者付出心血和汗水，甚至生命的代價，才為氣象衛星的迅速趕超奠定了基礎。

如今，風雲四號衛星正為全球115個國家和地區、國內2700多家用戶提供衛星資料和產品。楊軍說，按照國際通行的標準計算，風雲衛星在減輕災害損失、服務經濟社會發展所產生的效益非常高，投入產出可以達到1：40。

他說，我國是自然災害非常嚴重的國家，每年強降水導致的洪澇和泥石流、乾旱和大風引發的沙塵暴、閃電引燃的森林火災等自然災害頻發，其中70%以上的自然災害就是因為氣象原因造成的。

「氣象問題研究透了，除了地震以外的大部分災害都能搞明白，這也是為什麼各國都在大力發展氣象衛星的原因。」楊軍說。

風雲氣象衛星工程副總設計師唐世浩給了一組數據：自從風雲二號衛星投入運行以來至2020年8月底，西太平洋生成的566個颱風、登陸我國的165個颱風，「監測無一漏網！」

唐世浩說，風雲四號衛星投入運行後，我國對颱風、暴雨等災害天氣監測識別時效從15分鐘提高到5分鐘，暴雨預警準確率提高到89%，24小時颱風路徑預報平均誤差從95公裡減小到71公裡，優於美國、日本等國。

舉國體制的一個成功縮影

中國風雲衛星技術能力進步速度如此之快，國際不少知名專家在讚嘆不已的同時，也大為好奇：1960年美國發射第一顆氣象衛星，1974年歐洲發射第一顆氣象衛星，而中國直到1988年才發射第一顆氣象衛星，風雲衛星在較短的時間內能實現趕超的內在發展邏輯是什麼？

「風雲衛星的發展是我們國家舉國體制的一個成功縮影。」楊軍說，風雲衛星是在我們國家在技術比較落後、國力不足的時候搞的大系統工程。半個世紀前，周恩來同志高瞻遠矚地提出「搞我們自己的氣象衛星」，並於1970年親自批准研製氣象衛星的任務。

1988年9月7日，我國成功發射風雲一號A極軌氣象衛星，獲取了清晰的遙感圖像，從此告別了完全依賴外國氣象衛星數據的歷史。回憶當時的場景，國家最高科學技術獎獲得者、中國科學院院士曾慶存感慨萬千：「我當時熱淚盈眶，距離我們決定放自己的氣象衛星過去了近20年，終於有志者事竟成！」

作為風雲三號A星研發親歷者，風雲氣象衛星工程副總設計師楊忠東回憶道：2008年發射的風雲三號A星，是極軌第二代第一顆衛星。為集中精力搞研發，科研團隊把技術骨幹拉在一個郊外偏遠的招待所裡封閉，每天上午幹四小時，下午幹四小時，晚上幹四小時。

「這顆衛星採用新一代技術，很多工作都是第一次做，我們討論非常激烈，有個同事夢話說的都是討論的內容——做夢的時候，腦袋裡轉著的還是我們衛星工程上的事！」楊忠東說。

談及風雲衛星的下一步發展時，楊軍透露，不久的將來，風雲四號B星、風雲三號E星也將發射升空。

這其中，風雲三號E星發射後，將是國際上業務衛星第一個在晨昏軌道運行的氣象衛星。該衛星在國際上非常引人矚目。

楊軍提到一個細節，幾年前我國宣布這項計劃時，世界氣象組織的會場上馬上響起掌聲，認為中國此舉將增強全球數值天氣預報能力，提高預報水平。「這顆衛星不僅是幫助中國自己，全世界都會受益。」楊軍說。

風雲四號B星則更值得期待，它是風雲四號第一顆業務星，它的發射將標誌著風雲四號正式進入業務，將使得我國靜止氣象衛星和氣象業務全方位地升級提速。

楊軍說，因為天氣系統瞬息萬變，瓢潑大雨可能轉瞬即逝，以往氣象衛星每隔半小時才能觀測一次，很可能錯過這些動向。而風雲四號B星具備在靜止軌道高精度分鐘級成像能力，可以通過非常壯觀、清晰平滑的動畫，讓天氣系統的變化，第一次高清晰全天候地呈現在人們眼前。

「相信不久的將來，不管是衛星還是應用，我國應該都會達到國際領先水平。」唐世浩說。「在我退休之前，我認為應該是可以看到的。」他補充道。

來源：中國青年報客戶端