“氣象賽場”拼搏50多年 中國風云衛星有哪些“摘金”技能？

風云三號E星研制場景，資料圖　中國航天科技集團八院供圖

中新網上海2月20日電 題：“氣象賽場”拼搏50多年 中國風云衛星有哪些“摘金”技能？

記者 鄭瑩瑩

北京冬奧會上，多顆中國風云衛星從太空“眺望”地球，監測地表溫度、風云變化，助力氣象保障。

在太空這片“競技場”，奮斗了50多年的中國“風云衛星家族”也不是沒有故事的選手。這些年，不管是在極軌還是在靜止軌道，“風云衛星家族”都開拓出一片新天地。

每4小時“掃”一次地球 全球首個覆蓋“三軌”的國家

中國“風云衛星家族”之所以是個“摘金”選手，因其“廣覆蓋”。在2021年，中國發射了全球首顆民用黎明軌道氣象衛星——風云三號E星(簡稱：“黎明星”)，加上此前發射的風云三號C星、D星，中國成為全球首個實現“黎明軌道、上午軌道、下午軌道”三星組網運行的國家。

與美歐相似，中國此前的衛星觀測時間均集中在上午10時、下午2時附近，在每6小時觀測同化時間窗內，全球總有2至3條軌道的衛星觀測處于空白區，無法提供全球覆蓋的初始觀測；而風云三號E星的發射，彌補了衛星觀測軌道的缺憾及觀測資料的不足。

中國航天科技集團八院風云三號衛星總體主任設計師陳曉飛在接受中新網記者專訪時介紹，相比風云四號“盯著地球看，1分鐘出一幅圖”，風云三號一顆衛星12個小時才能“掃”一次全球，也就是說，如果它早上10時出現在中國上空的話，得晚上10時才能再次出現在中國上空，因此“時效性”較差。而現在，有了早晨5時30分許的黎明軌道、上午10時許的上午軌道，以及下午2時許的下午軌道，風云三號可以每4個小時“掃”一次全球，數據的時效性大為提升。

中國航天科技集團八院風云四號衛星產品保證經理、氣象環境衛星總體部總體一室主任陳曉杰說，“黎明星”發射后，中國低軌的觀測軌道從全球來看是最豐富的，歐洲和美國合起來有上午和下午軌道，民用衛星中，中國是唯一有黎明軌道的，“所以，歐美乃至全球其他各國的氣象研究人員，都非常期待‘黎明星’的一些觀測數據。”

效率提升20多倍 直勾勾地“凝視”地球

陳曉杰說，這10多年，風云衛星的觀測能力大為提升。在相對地球不動的靜止軌道氣象衛星領域，從風云二號到風云四號，中國氣象衛星實現了一次大的跨越。

“原來的風云二號，我們稱之為‘自旋穩定’，因為它一直在自旋；現在風云四號，我們叫‘三軸穩定’，因為它對著地球有一個比較穩定的姿態。”陳曉杰如是說。

他透露，實際上，對于靜止軌道氣象衛星來說，上述跨越是非常大的；中國、美國、歐洲研制最新一代“三軸穩定”靜止軌道氣象衛星的起步差不多，大概都是從上世紀90年代開始論證，但至今成功自主研制的只有中、美兩個國家。

為何“三軸穩定”如此重要？陳曉杰解釋，可以想象一下，如果前方是地球，衛星要觀測它，如果衛星處于自旋狀態，邊轉邊觀測，觀測的有效時間就很短，大概只能觀測4%至5%的有效時間。而“三軸穩定”，相當于衛星直勾勾地盯著地球看，效率一下子就能提升20多倍。

“在靜止軌道實現‘凝視’很重要，比如我們定點在北京上空，原來自旋的話，觀測效率沒有被充分發揮出來；現在‘三軸穩定’靜止了之后，直勾勾地盯著看，北京區域天氣情況有什么動態變化，衛星就可以及時捕捉到。”

目前，多顆中國風云氣象衛星被世界氣象組織納入全球業務應用氣象衛星序列，成為全球綜合地球觀測系統的重要成員及國際災害憲章機制的值班衛星，助力全球氣象災害觀測及氣象預報。比如，今年1月，位于南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島火山噴發，風云三號、風云四號的多顆在軌運行衛星便觀測到了火山爆發過程。(完)

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