8月3日,风云气象卫星家族又增加了一颗闪亮的“新星”——风云三号 F星,它将接替在轨超期服役的风云三号C星,在上午星轨道持续开展观测。
中国作为目前全球唯一同时业务运行晨昏、上午、下午、倾斜四条近地轨道气象卫星的国家,也将继续发挥低轨气象卫星完备全球观测网的整体优势,强化全球精密监测能力。那么,风云三号F星完美展现了风云三号气象卫星从试验到业务、再到成熟的过程,它将带来哪些硬核“新科技”?以下为您解读。
大家好!我是风云三号F星,风云气象卫星大家族的第21位成员,也是极轨卫星(风云三号气象卫星)家族第7位出征太空的小弟。
现如今,遥远的太空共有四颗极轨卫星值守,分别是2013年9月23日发射的风云三号C星、2017年11月15日发射的风云三号D星、2021年7月5日发射的风云三号E星和今年4月奔赴太空家园的风云三号G星。我们在诞生之前,就已按晨昏、上午、下午和倾斜轨道的格局进行了设计。
我在极轨卫星家族里排行老六,所以大家也叫我06星。这次我将接替老大哥风云三号C星,他已经在太空工作了十年,超过退休年龄达四年之久。
未来,我将继续在上午星的岗位上发光发亮,为全球监测与服务站好每一班岗。
虽然我年龄最小,但我却完美继承了哥哥姐姐们的技能,并升级创新。作为新生代的我,可以说是风云三号气象卫星的集大成者——设计成熟,性能完备,仪器先进,以后的“风三郎”,基本将按照我的模样批量生产!
F星在风三系列“前辈”们多年一线实践基础上,继承并创新了很多成熟的新技术。“风三郎”家族最先发射的风云三号A星、B星,当时可以称为试验应用阶段,仍需要大量的摸索和检验;风云三号C星、D星、E星逐渐进入业务服务阶段,在多年一线应用中,积累了大量经验;作为风云三号系列卫星的“集大成者”,F星在“前辈”们的接续托举下,吸收了各方经验,它设计成熟、仪器先进、功能完备,将以最好的姿态实现“风三郎”家族多年的奋斗梦想。
从综合实力上看,经过10年的发展,我国风云卫星总体技术研发和服务能力均明显提升,无论是地面系统保障的稳定性,还是各载荷的可用性,都更成熟、更具竞争力。此次新发射的风云三号F星,作为C星的“替代星”,装载了10台(套)先进的遥感仪器,其中包含两台全新研制的载荷,3台改进载荷以及5台继承载荷,有效载荷配置和性能指标均达国际先进水平,部分已达国际领先水平。搭载的多个载荷在功能上都较之前版本有所提升,无论是在仪器测量精度、观测灵敏度、定位精度还是使用寿命方面都更具实力。相较服务期间“带伤”服务的C星,F星此次成熟性、稳定性更好,至少能稳稳地为我们服务8年。
F星不光自己优秀,投入业务后,还将和“前辈”风三D星、E星实现梦幻联动。F星投入在轨运行后,我国就有三台微波成像仪在轨应用,其余两台分别分布在风云三号D星和E星上。三台微波成像仪“联手”,可解决原本单个设备监测存在盲区的问题,实现全球12小时无缝隙、全覆盖监测,大大提升风云卫星整体监测能力。
可提供高光谱分辨率的紫外到可见光波段的地球反射辐射。仪器光谱分辨率为0.5纳米至1纳米,空间分辨率可达7公里×7公里,处于世界领先水平,可精确探测大气臭氧、二氧化硫、二氧化氮总量以及臭氧垂直分布信息。
光谱覆盖290纳米至500纳米连续谱段,共1000个通道。可以对地球进行“切面”观测,即分层观测地面上空15公里至60公里之间的大气信息。此外,除采用临边探测方式外,该仪器还首次采用连续光谱观测,光谱分辨率和空间分辨率均有大幅度提升。其探测资料将用于反演全球臭氧、二氧化氮等痕量气体垂直分布廓线以及云、气溶胶定量和定性产品。
可获取洋面风场、海冰密集度、海表温度、降水、大气可降水、云水、土壤水分、积雪深度/雪水当量、陆表温度、土壤冻融状态等信息。在继承上一代微波成像仪通道设置的基础上,此次还增加了探测通道,提升了仪器的整体观测能力,改进了仪器辐射测量精度、观测灵敏度、定位精度和使用寿命等四个方面也得到改进。其投入业务后,我国将有三台微波成像仪在轨应用,我国也成为世界上首个拥有三台组网微波成像仪的国家。三个微波成像仪的组网应用,将实现“1+1+1>3”的效果,原本单个设备监测无法覆盖的地区,经组网联合后,将实现全球12小时无缝隙全覆盖监测。
新增5至50微米的宽带长波通道,与原有的宽带短波和全波通道一起,融合中分辨率成像光谱仪的云和气溶胶产品,可生成地球反射太阳辐射和射出长波辐射通量,结合太阳辐射监测仪的太阳总辐照度产品,生成全球范围内的地球辐射收支能量平衡产品,支撑全球气候分析与模式评估应用。