4月16日，距離地球407公里的浩瀚太空中又增加了一顆閃亮的“中國星”——風(fēng)云三號G星。這是風(fēng)云氣象衛(wèi)星家族的第20顆衛(wèi)星，也是風(fēng)云三號系列衛(wèi)星發(fā)射的第6顆星作為中國首顆低傾角軌道降水測衛(wèi)星。它的成功發(fā)射標志著我國成為全球唯一同時業(yè)務(wù)運行晨昏、上午、下午和傾斜四條近地軌道民用氣象衛(wèi)星的國家。

　　這顆衛(wèi)星發(fā)射背后有怎樣的故事？它將為全球天氣監(jiān)測預(yù)報服務(wù)貢獻哪些中國力量？

　　解決地面降水監(jiān)測盲區(qū)問題

　　特殊的外觀、特殊的軌道，取決于它特殊的使命——解決臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣系統(tǒng)強降水監(jiān)測問題，為世界提供全球中低緯地區(qū)降水三維結(jié)構(gòu)信息。

　　國家衛(wèi)星氣象中心副主任、風(fēng)云三號極軌衛(wèi)星地面系統(tǒng)總指揮張鵬對記者說，這顆衛(wèi)星的上天將對目前地面預(yù)報降水實現(xiàn)互補，大大提高降水預(yù)報的精度，也對人工影響天氣作業(yè)產(chǎn)生有利影響。

　　“特殊的外觀、特殊的軌道，取決于它特殊的使命——解決臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣系統(tǒng)強降水監(jiān)測問題，為世界提供全球中低緯地區(qū)降水三維結(jié)構(gòu)信息，因此我們也稱它為‘降水星’?！睆堸i說。

　　目前，我國已建成比較完備的地面監(jiān)測網(wǎng)，其中地面降水雷達在監(jiān)測降水三維信息方面發(fā)揮了巨大作用，但它在廣袤海域或地形復(fù)雜等地區(qū)存在監(jiān)測盲區(qū)。而衛(wèi)星在監(jiān)測這些區(qū)域方面具有特殊優(yōu)勢。如何將降水雷達搬到衛(wèi)星上，實現(xiàn)強強聯(lián)合？張鵬表示，研制風(fēng)云三號G星的目的就在于此，在太空中實現(xiàn)對降水結(jié)構(gòu)的三維滴譜探測，地空天協(xié)同，解決地面降水監(jiān)測盲區(qū)的問題。

　　通過主動降水雷達、微波降水遙感和紅外降水估計，風(fēng)云三號G星可以提供降水結(jié)構(gòu)的三維立體監(jiān)測信息，這對于我國強降水監(jiān)測預(yù)報預(yù)警、降水機理研究和支撐人工影響天氣業(yè)務(wù)開展，具有非常重要的意義。

　　實現(xiàn)多項技術(shù)突破

　　2006年，第二代極軌氣象衛(wèi)星的首發(fā)星風(fēng)云三號A星正處于后期工程研制階段，發(fā)射指日可待。當(dāng)時氣象衛(wèi)星科技工作者就已在謀劃，“實現(xiàn)升級換代后，未來極軌衛(wèi)星的技術(shù)攻關(guān)將指向何方”？

　　“在大氣科學(xué)發(fā)展需求、氣象業(yè)務(wù)發(fā)展需求和航天科技進步需求等三方需求牽引下，我們共同確定了風(fēng)云三號‘降水星’的研制任務(wù)?！睆堸i說。

　　鎖定目標后，承擔(dān)這一重大工程任務(wù)的氣象和航天工作者便開始緊鑼密鼓地部署推動。2015年，“降水星”正式納入風(fēng)云三號工程建設(shè)；2018年，天地一體化5大系統(tǒng)研制工作正式啟動……“就在上個月，我們完成了衛(wèi)星發(fā)射前整個地面系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，這標志著地面系統(tǒng)準備好，具備了接收處理‘降水星’資料的能力。”風(fēng)云三號G星地面系統(tǒng)總設(shè)計師谷松巖說。

　　如今，位于非太陽同步軌道上的風(fēng)云三號G星，在407公里的太空中自由翱翔，兩個太陽能板如同它的翅膀，使其能游刃有余地持續(xù)獲取太陽能量。谷松巖表示，太陽同步軌道衛(wèi)星只有一個太陽能板，因為它與太陽的夾角始終不變，因此可以持續(xù)獲取太陽能量，而“降水星”與太陽的夾角是變化的，當(dāng)太陽能板與太陽間的夾角小于某個角度時，它就不能獲取足夠能量，需要通過掉頭利用另一側(cè)的太陽能板繼續(xù)獲取太陽能量。

　　此外，“降水星”運行時并不經(jīng)過南北極，無法借用南北極的衛(wèi)星接收站的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)功能，如果僅靠國內(nèi)衛(wèi)星地面站來接收“降水星”的監(jiān)測資料，可能需要16個小時才能完成數(shù)據(jù)同步?！拔覀兺ㄟ^中繼技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)獲取時間從16小時壓縮到3小時內(nèi)，這也是民用衛(wèi)星首次使用中繼技術(shù)開展業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?！?谷松巖解釋。

　　國內(nèi)首次實現(xiàn)星載主被動微波聯(lián)合測量降水系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)、首次實現(xiàn)星載被動微波輻射計成像和探測一體化設(shè)計、首次生成風(fēng)云三號被動微波多星融合綜合數(shù)據(jù)集……一項項技術(shù)突破的背后，其實也是中國航天工業(yè)研制能力穩(wěn)步提升的寫照。

　　據(jù)悉，目前我國第三代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云五號的技術(shù)攻關(guān)方向也在同步謀劃中。未來，風(fēng)云衛(wèi)星將通過不斷提升星載降水探測能力，促進我國降水探測能力及預(yù)報準確率的提高，進而為全球應(yīng)對氣候變化提供支撐。

　　車輝 王羨茹