來源標題:中國驕傲——「風雲」氣象衛星
「風雲一號」A星上天
1969年1月,受強冷空氣影響,我國長江和黃河流域出現了嚴重的冰凌災害,造成我國大範圍電信中斷。美國氣象衛星的雲圖上反映了造成這一災害的天氣情況,而我國做天氣預報需要的高山、沙漠、海洋等地區的資料獲取相當困難。
周恩來總理在聽取了氣象、郵電、鐵道等部門的匯報後說:「要搞我國自己的氣象衛星。在我國的氣象衛星沒有出來以前,要想辦法接收、利用外國氣象衛星的資料。」從此,中國的氣象衛星計劃啟動。
1977年11月,代號為「七一一」的氣象衛星工程被確定下來,決定研製發射第一代極軌氣象衛星,並將其命名為「風雲一號」。
據「風雲一號」氣象衛星應用系統總設計師範天錫回憶,當時,要發射氣象衛星,就要先建設一個衛星資料定量處理系統,必須開發大量的軟體,急需一個軟體開發平臺。
上世紀八十年代初,恰逢聯合國開發署對發展中國家有一個衛星資料應用援助項目,中國也在援助之列。在規劃如何使用有限的150萬美元援助資金時,來自美國的項目責任人利斯提出的方案是:中國基本不具備軟體開發能力,只能由國外公司承包系統建設,大部分資金須用在軟體購買上,餘下一部分資金只夠買惠普小型機。然而,這種小型機無法承擔海量衛星資料處理任務。
於是,中國氣象局國家衛星氣象中心提出一個十分大膽的方案:軟體不買了,全部由「我們自己幹」,所有150萬美元用來購買硬體系統。
在「風雲一號」發射前半年,我國開發出包括14個軟體包的應用軟體:衛星軌道預報、衛星資料預處理、海面溫度反演、大氣探測資料反演、專業服務處理、風雲一號衛星性能在軌測試和檢驗、數據存檔和分發處理等。
經過艱苦努力,1988年9月7日凌晨4時30分19秒,我國第一顆自主研製的極軌氣象衛星「風雲一號」A星成功發射,準確進入太陽同步軌道。
在這天上午的世界氣象組織二區協第九屆會議上,時任世界氣象組織主席、中國國家氣象局局長鄒競蒙手舉一張衛星雲圖,向與會代表宣布,它是數小時前由中國第一顆氣象衛星——「風雲一號」A星提供的首圖。
這是我國自行研製和發射的第一顆極地軌道氣象衛星,填補了中國應用氣象衛星的空白,使我國跨入世界上少數幾個有能力自己研製、發射和運行氣象衛星的國家的行列,結束了中國只能從地面觀測天氣的歷史。
裡程碑意義的「風雲一號」C星
由於極地軌道和靜止軌道對於天氣觀測的互補優勢,我國在氣象衛星發展初期即提出了同時發展極軌和靜止兩個系列氣象衛星的思路。
「風雲二號」靜止氣象衛星工程在20世紀八十年代上馬。1986年,我國第一顆靜止氣象衛星「風雲二號」正式列入國家計劃。
和世界上其他國家一樣,幾乎每個有氣象衛星的國家在衛星發射中都會暴露出一些問題,我國也不例外。「風雲氣象衛星事業終身成就獎」獲得者孫家棟回憶說,1997年6月10日發射的「風雲二號」第一顆衛星,發射時還比較順利,但上天之後便暴露出一些問題。如,太陽光照射鏡頭時,衛星雲圖成像不是很清晰。針對衛星數據不符合要求這種情況,氣象部門積極與研製部門溝通,提出改進建議,為後續衛星的研發提供方向。為了讓有缺陷的數據也能發揮最大效益,氣象部門還通過設計算法等方式積極尋求補救辦法。
儘管這一時期風雲氣象衛星發展遭遇了挫折,但是中國在解決一些關鍵技術問題的過程中形成了人才隊伍,積累了寶貴經驗。
1999年5月10日發射的「風雲一號」C星在軌工作超過5年,大大超出設計壽命。這顆衛星探測通道增加到10個,首次實現我國氣象衛星的業務化運行,具有重大的裡程碑意義。
大國重器「風雲四號」A星
1999年「風雲一號」C星、2004年「風雲二號」C星的成功發射,突破了長壽命穩定運行的技術瓶頸,具備了提供長期連續業務觀測資料的能力。
從航天領域到氣象領域,經歷了無數次打磨後,2005年1月1日,「風雲一號」C星雲圖亮相中央電視臺《天氣預報》節目,並開始正式向國內外用戶發送衛星數據圖像,我國告別了氣象衛星數據依賴國外的歷史。
2008年「風雲三號」A星發射升空,極軌氣象衛星實現升級換代,搭載載荷數從「風雲一號」的1個增加到11個,技術指標與世界同期先進水平相當,我國氣象衛星技術邁入世界先進行列。隨即,很多發達國家希望共享這顆衛星資料。
當時,正趕上汶川震後救援及重建期,震區地面氣象觀測設備受到破壞。「風雲三號」A星臨危受命,對整個汶川地區天氣進行監測。接著2008年奧運會的奧帆賽開始之前,青島海域發生比較嚴重的滸苔現象,這顆衛星在監測到這一情況的同時,發現滸苔是從東海沿著洋流向北漂到青島近海海域。氣象工作者將滸苔漂流路徑提供給決策部門,使他們能夠及時採取措施,奧帆賽得以順利進行。
2016年「風雲四號」A星成功發射,整星研製達到國際先進水平,實現了我國靜止軌道氣象衛星從「並跑」向「領跑」的跨越,實現了全球首次靜止軌道幹涉式高光譜大氣探測;全球首次輻射計、探測儀、閃電儀共平臺裝載,全天時工作;全球首次靜止軌道微波探測技術驗證,首次425GHz頻段探測。「風雲四號」A星也是當今世界最先進的靜止氣象衛星之一,在我國有著「大國重器」之譽。
2018年,在西昌衛星發射中心,「風雲二號」H星搭乘長徵三號甲運載火箭成功發射升空。這顆衛星定點位置由原定的東經86.5度更改為東經79度,可24小時不間斷為「一帶一路」沿線國家提供專屬服務。如果一艘大型貨輪從中國上海港口出發,經中國南海、馬六甲海峽、印度洋、亞丁灣到紅海,它將能夠享受24小時不間斷的氣象衛星觀測服務。「一帶一路」沿線國家、亞太空間合作組織成員國等,一旦遭受颱風、暴雨、強對流、森林草原火災、沙塵暴等災害時,可向國家航天局、中國氣象局申請啟動風雲衛星專項觀測。
令人自豪的是,截至目前,中國已成功發射17顆風雲氣象衛星,有7顆在軌運行。「風雲三號」極軌氣象衛星實現上、下午組網觀測,每天獲取4次全球觀測資料;「風雲二號」和「風雲四號」靜止氣象衛星定點在赤道上空,可連續不間斷對地球表面三分之一的固定區域進行分鐘級高頻次觀測。
未來,我國氣象衛星「家族」將迎來更多新成員。今後幾年,晨昏軌道衛星和降水測量衛星將成為風雲衛星家族的兩位特殊新成員。目前,包括中國「風雲三號」衛星在內的全球極軌氣象衛星均是上午星或下午星;而在凌晨5時至7時的「晨昏時間」則存在觀測空缺。晨昏軌道衛星將彌補這一空白。由於觀測時間的獨特性,晨昏軌道衛星對於改進數值天氣預報將大有幫助。
「風雲一號」A星上天
1969年1月,受強冷空氣影響,我國長江和黃河流域出現了嚴重的冰凌災害,造成我國大範圍電信中斷。美國氣象衛星的雲圖上反映了造成這一災害的天氣情況,而我國做天氣預報需要的高山、沙漠、海洋等地區的資料獲取相當困難。
周恩來總理在聽取了氣象、郵電、鐵道等部門的匯報後說:「要搞我國自己的氣象衛星。在我國的氣象衛星沒有出來以前,要想辦法接收、利用外國氣象衛星的資料。」從此,中國的氣象衛星計劃啟動。
1977年11月,代號為「七一一」的氣象衛星工程被確定下來,決定研製發射第一代極軌氣象衛星,並將其命名為「風雲一號」。
據「風雲一號」氣象衛星應用系統總設計師範天錫回憶,當時,要發射氣象衛星,就要先建設一個衛星資料定量處理系統,必須開發大量的軟體,急需一個軟體開發平臺。
上世紀八十年代初,恰逢聯合國開發署對發展中國家有一個衛星資料應用援助項目,中國也在援助之列。在規劃如何使用有限的150萬美元援助資金時,來自美國的項目責任人利斯提出的方案是:中國基本不具備軟體開發能力,只能由國外公司承包系統建設,大部分資金須用在軟體購買上,餘下一部分資金只夠買惠普小型機。然而,這種小型機無法承擔海量衛星資料處理任務。
於是,中國氣象局國家衛星氣象中心提出一個十分大膽的方案:軟體不買了,全部由「我們自己幹」,所有150萬美元用來購買硬體系統。
在「風雲一號」發射前半年,我國開發出包括14個軟體包的應用軟體:衛星軌道預報、衛星資料預處理、海面溫度反演、大氣探測資料反演、專業服務處理、風雲一號衛星性能在軌測試和檢驗、數據存檔和分發處理等。
經過艱苦努力,1988年9月7日凌晨4時30分19秒,我國第一顆自主研製的極軌氣象衛星「風雲一號」A星成功發射,準確進入太陽同步軌道。
在這天上午的世界氣象組織二區協第九屆會議上,時任世界氣象組織主席、中國國家氣象局局長鄒競蒙手舉一張衛星雲圖,向與會代表宣布,它是數小時前由中國第一顆氣象衛星——「風雲一號」A星提供的首圖。
這是我國自行研製和發射的第一顆極地軌道氣象衛星,填補了中國應用氣象衛星的空白,使我國跨入世界上少數幾個有能力自己研製、發射和運行氣象衛星的國家的行列,結束了中國只能從地面觀測天氣的歷史。
裡程碑意義的「風雲一號」C星
由於極地軌道和靜止軌道對於天氣觀測的互補優勢,我國在氣象衛星發展初期即提出了同時發展極軌和靜止兩個系列氣象衛星的思路。
「風雲二號」靜止氣象衛星工程在20世紀八十年代上馬。1986年,我國第一顆靜止氣象衛星「風雲二號」正式列入國家計劃。
和世界上其他國家一樣,幾乎每個有氣象衛星的國家在衛星發射中都會暴露出一些問題,我國也不例外。「風雲氣象衛星事業終身成就獎」獲得者孫家棟回憶說,1997年6月10日發射的「風雲二號」第一顆衛星,發射時還比較順利,但上天之後便暴露出一些問題。如,太陽光照射鏡頭時,衛星雲圖成像不是很清晰。針對衛星數據不符合要求這種情況,氣象部門積極與研製部門溝通,提出改進建議,為後續衛星的研發提供方向。為了讓有缺陷的數據也能發揮最大效益,氣象部門還通過設計算法等方式積極尋求補救辦法。
儘管這一時期風雲氣象衛星發展遭遇了挫折,但是中國在解決一些關鍵技術問題的過程中形成了人才隊伍,積累了寶貴經驗。
1999年5月10日發射的「風雲一號」C星在軌工作超過5年,大大超出設計壽命。這顆衛星探測通道增加到10個,首次實現我國氣象衛星的業務化運行,具有重大的裡程碑意義。
大國重器「風雲四號」A星
1999年「風雲一號」C星、2004年「風雲二號」C星的成功發射,突破了長壽命穩定運行的技術瓶頸,具備了提供長期連續業務觀測資料的能力。
從航天領域到氣象領域,經歷了無數次打磨後,2005年1月1日,「風雲一號」C星雲圖亮相中央電視臺《天氣預報》節目,並開始正式向國內外用戶發送衛星數據圖像,我國告別了氣象衛星數據依賴國外的歷史。
2008年「風雲三號」A星發射升空,極軌氣象衛星實現升級換代,搭載載荷數從「風雲一號」的1個增加到11個,技術指標與世界同期先進水平相當,我國氣象衛星技術邁入世界先進行列。隨即,很多發達國家希望共享這顆衛星資料。
當時,正趕上汶川震後救援及重建期,震區地面氣象觀測設備受到破壞。「風雲三號」A星臨危受命,對整個汶川地區天氣進行監測。接著2008年奧運會的奧帆賽開始之前,青島海域發生比較嚴重的滸苔現象,這顆衛星在監測到這一情況的同時,發現滸苔是從東海沿著洋流向北漂到青島近海海域。氣象工作者將滸苔漂流路徑提供給決策部門,使他們能夠及時採取措施,奧帆賽得以順利進行。
2016年「風雲四號」A星成功發射,整星研製達到國際先進水平,實現了我國靜止軌道氣象衛星從「並跑」向「領跑」的跨越,實現了全球首次靜止軌道幹涉式高光譜大氣探測;全球首次輻射計、探測儀、閃電儀共平臺裝載,全天時工作;全球首次靜止軌道微波探測技術驗證,首次425GHz頻段探測。「風雲四號」A星也是當今世界最先進的靜止氣象衛星之一,在我國有著「大國重器」之譽。
2018年,在西昌衛星發射中心,「風雲二號」H星搭乘長徵三號甲運載火箭成功發射升空。這顆衛星定點位置由原定的東經86.5度更改為東經79度,可24小時不間斷為「一帶一路」沿線國家提供專屬服務。如果一艘大型貨輪從中國上海港口出發,經中國南海、馬六甲海峽、印度洋、亞丁灣到紅海,它將能夠享受24小時不間斷的氣象衛星觀測服務。「一帶一路」沿線國家、亞太空間合作組織成員國等,一旦遭受颱風、暴雨、強對流、森林草原火災、沙塵暴等災害時,可向國家航天局、中國氣象局申請啟動風雲衛星專項觀測。
令人自豪的是,截至目前,中國已成功發射17顆風雲氣象衛星,有7顆在軌運行。「風雲三號」極軌氣象衛星實現上、下午組網觀測,每天獲取4次全球觀測資料;「風雲二號」和「風雲四號」靜止氣象衛星定點在赤道上空,可連續不間斷對地球表面三分之一的固定區域進行分鐘級高頻次觀測。
未來,我國氣象衛星「家族」將迎來更多新成員。今後幾年,晨昏軌道衛星和降水測量衛星將成為風雲衛星家族的兩位特殊新成員。目前,包括中國「風雲三號」衛星在內的全球極軌氣象衛星均是上午星或下午星;而在凌晨5時至7時的「晨昏時間」則存在觀測空缺。晨昏軌道衛星將彌補這一空白。由於觀測時間的獨特性,晨昏軌道衛星對於改進數值天氣預報將大有幫助。