——写在风云二号气象卫星C星在轨运行五周年之际
2004年10月风云二号气象卫星02批首发星C星发射成功,2006年12月、2008年12月又分别发射成功D、E星,卫星主载荷-五通道扫描辐射计均工作正常,C星扫描辐射计已在轨业务运行了五年,传回了数以万计的高质量的可见光、水汽、红外通道的云图,实现了“一次成功、稳定运行、三年寿命”的质量目标,为我国静止轨道气象卫星扫描辐射计技术接轨国际先进水平,走出了一条有中国特色的创新发展之路。
风云二号02批扫描辐射计的技术方案立足于01批取得的成功经验和国内的科研基础,着眼于和国际先进水平接轨,突出中国特色,在我国第一代自旋式卫星平台上,实现相当于美国同期三轴稳定平台达到的性能,取得了多项重大技术进步:
(1)在第一代的自旋气象卫星上,增加了中波红外和长波红外分裂窗探测通道,实现了5个通道(可见、中波红外、水汽、长波红外分裂窗)的同时观测,具有高的空间分辨率和探测灵敏度。使我国第一代静止气象卫星的探测能力取得了重大进步,该系列卫星可持续使用10~15年。
(2)为增加探测通道、提高辐射分辨率,研制成4波段集成红外器件、并与红外微型滤光片组合成红外探测组件。其中,红外中波器件的探测灵敏度有重大突破。
(3)通过大口径辐冷器太阳屏技术攻关,改进热设计,采用新材料新工艺,使辐冷器的冷量增加了一倍,达到了国际先进水平。
(4)根据01批在轨图像情况,深入对R-C光学(非杂光抑制) 系统进行了消杂光机理分析和积分球试验验证,采取措施,明显减小了杂光对云图的影响。
(5)通过控制可见光外场定标环境的影响和室内积分球定标;通过分析01批辐射计在轨工况,改进红外定标试验方法,提高了地面标定精度,使02批卫星图像的定量化应用取得了重要进步。
(6)通过设计、工艺改进,地面模拟试验,使扫描机构在轨可靠性得到提高。为用户在汛期、台风季节试行加密观测提供了可能,并取得了明显的使用效益。
(7)通过信号处理、控制电路和软件的改进,提高了图像的量化等级,实现了用户要求的多种工作模式。
在02批任务研制中,C星的成功具有决定性的作用,按严、细、慎、实的要求,切实落实各项质量保证措施,突破关键技术,认真解决B星飞行试验发现的问题,确保了扫描辐射计质量可靠性,首次实现了“三年寿命”,取得了历史性突破。在C星取得成功后,在后继星研制中及时增加了“优于C星”的质量目标要求,以确保我国业务静止气卫的持续稳定运行,D星投入应用后,我国实现了静止轨道气象卫星双星组网观测,进一步提升了气象观测能力。在E星扫描扫描辐射计研制过程中,除继续严格技术状态控制,不懈怠地加强质量管理外,深刻理解中国气象局对产品定量化使用的要求,以满足用户需求为己任,精益求精地做必要的持续改进,为风云二号后继发展建立了基础。
目前,我国第二代静止轨道气象卫星-风云四号的研制工作已启动,为保持静止轨道气象卫星的连续业务运行,国家又部署了风云二号03批的研制工作,将持续10余年,使风云二号系列成为研制周期近40年的应用卫星,迎来了又一轮的发展周期。
风雨过后见彩虹,风云二号气象卫星如今的长盛不衰来之不易,饱含了整机室、组部件室、工厂和职能部门参研人员“团结一致、风雨同舟”的奋斗历程,也和坚持走有中国特色科技创新之路,不断推进技术进步密切相关。03批研制重点为提高定量化应用水平,提高产品可靠性,对扫描辐射计提出了更高的研制要求,各部门一定会再接再厉,为共创静止轨道气象探测更美好明天再作贡献。