為全球80多個國家和地區(qū)、國內(nèi)2500多家用戶提供衛(wèi)星資料和產(chǎn)品 中國氣象衛(wèi)星叱咤“風(fēng)云”

郭靜原

6月5日，“風(fēng)云二號”家族最后一星——風(fēng)云二號H星成功發(fā)射，代表著我國第一代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)圓滿收官。該星對確保我國靜止軌道氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)的連續(xù)穩(wěn)定和向第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號平穩(wěn)過渡具有重要意義。

時光回溯到1977年11月，風(fēng)云一號衛(wèi)星開展研制工作，拉開了風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星發(fā)展的帷幕。從極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號到風(fēng)云三號，靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云二號到風(fēng)云四號，風(fēng)云衛(wèi)星已走過40多年曲折探索路，取得了令人矚目的成就。截至目前，已成功發(fā)射17顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星，8顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，實現(xiàn)了我國氣象衛(wèi)星事業(yè)從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng)的跨越。

起步：

衛(wèi)星研制一波三折

20世紀(jì)70年代初，中國衛(wèi)星氣象事業(yè)才剛剛啟動。可究竟是“自己造衛(wèi)星”還是“花錢買衛(wèi)星”，國內(nèi)有兩種截然不同的聲音。

一種觀點是堅持走自力更生、自主研制的道路，另一種觀點則是堅持“造星不如租星，租星不如買星”。時任中國氣象局局長的鄒競蒙力排眾議，極力倡導(dǎo)自主研制。正是基于此，中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬上海航天技術(shù)研究院（又稱第八研究院）爭取到了風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星研制項目，但這條研制之路卻歷盡艱難曲折。

1977年11月，在氣象衛(wèi)星工程第一次大總體方案論證會上，確定了氣象衛(wèi)星工程代號為“七一一”，并將我國第一代極軌氣象衛(wèi)星命名為風(fēng)云一號，正式開啟風(fēng)云紀(jì)元。

“20世紀(jì)八九十年代，八院只有兩個在研的衛(wèi)星型號，風(fēng)云一號和風(fēng)云二號。一間不到8平方米的紅磚廠房，剛夠放這兩顆衛(wèi)星?！卑嗽?12所風(fēng)云二號H星指揮湯紅濤介紹道，和現(xiàn)在的“機(jī)場式安檢”、智能化廠房不同，那時衛(wèi)星廠房內(nèi)鋪的是被磨平的水泥地，沒有通風(fēng)系統(tǒng)，沒有防靜電措施，人員出入靠手寫登記……由于缺乏造衛(wèi)星的經(jīng)驗，設(shè)備工裝跟不上衛(wèi)星研制的需要，費(fèi)時費(fèi)力，效果也無法保證。

萬事開頭難，風(fēng)云衛(wèi)星遇到的挫折還不止簡陋的造星環(huán)境。1988年9月7日，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心，我國第一顆風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號A星在長征四號甲火箭的托舉下一飛沖天。然而，在國家衛(wèi)星氣象中心的云圖接收與處理工作室里，大家失望地看到：衛(wèi)星姿態(tài)發(fā)生了故障，云圖正慢慢變得偏斜，最后只留下地球的一道弧線。風(fēng)云一號A星升空僅39天，便結(jié)束了短暫的“生命”。

緊隨其后的風(fēng)云一號B星同樣留下了遺憾。由于經(jīng)驗不足，衛(wèi)星的計算機(jī)電路芯片受空間高能粒子轟擊，產(chǎn)生單粒子翻轉(zhuǎn)問題，引起計算機(jī)工作失常。我國航天人為此開展了一場長達(dá)75天的衛(wèi)星地面營救行動，這在世界航天史上都屬罕見。

雖然這顆衛(wèi)星最終只正常運(yùn)行了285天，沒能達(dá)到設(shè)計壽命要求。但由此而積累的衛(wèi)星搶救技術(shù)，獲得原航空航天工業(yè)部一等獎、國家重大科技成果二等獎。之后，相關(guān)技術(shù)匯編成冊，為我國后續(xù)衛(wèi)星可靠性設(shè)計和排故提供了寶貴的借鑒和參考。

轉(zhuǎn)折：八星在天揚(yáng)眉吐氣

“科學(xué)創(chuàng)新過程中的曲折是必然的，但是遇到曲折后，該怎樣對待曲折是最重要的。要下決心克服曲折，總結(jié)經(jīng)驗，不斷前進(jìn)?！憋L(fēng)云二號工程總設(shè)計師、年近九旬的中科院院士孫家棟在接受采訪時表示，我國氣象衛(wèi)星事業(yè)得以飛速發(fā)展，靠的就是在起步時堅持自主創(chuàng)新，努力實現(xiàn)核心技術(shù)和器件的自主可控。

1999年5月10日，風(fēng)云一號C星成功發(fā)射，在軌穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)7年之久，超期服役5年。該星實現(xiàn)了我國氣象衛(wèi)星研制歷史上由屢遭挫折到圓滿成功的完美轉(zhuǎn)身，揭開了我國壽命長、可靠性高的衛(wèi)星運(yùn)行歷史，突破了三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)，翻開了我國氣象衛(wèi)星事業(yè)的新篇章。

風(fēng)云團(tuán)隊再接再厲，繼續(xù)鉆研其他系列衛(wèi)星的研發(fā)和應(yīng)用。2004年，我國靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云二號傳來喜訊——風(fēng)云二號C星成功定點，成為當(dāng)時國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的業(yè)務(wù)衛(wèi)星，世界氣象組織將其列為全球氣象衛(wèi)星觀測網(wǎng)絡(luò)的重要業(yè)務(wù)衛(wèi)星之一。

成果來之不易?！帮L(fēng)云二號的研發(fā)可以說一直都是伴隨著解決問題進(jìn)行的。”中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心主任楊軍舉例說，比如在研制第一顆衛(wèi)星時就碰上的消旋失鎖問題，天線在衛(wèi)星旋轉(zhuǎn)時容易受到干擾，造成短時間遮擋信號中斷、信號強(qiáng)度衰減。研發(fā)團(tuán)隊只有排除掉一個個干擾因素，才能為衛(wèi)星運(yùn)行創(chuàng)造良好的空間環(huán)境。

如今，風(fēng)云衛(wèi)星共有8星在天，點亮了廣袤無垠的太空。5顆靜止軌道氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行使用，形成了“多星在軌、互為備份、統(tǒng)籌運(yùn)行、適時加密”的業(yè)務(wù)格局；3顆極軌氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行使用，形成上、下午星組網(wǎng)觀測，可對全球和區(qū)域范圍內(nèi)的極端天氣、氣候和環(huán)境事件開展及時高效觀測。

“風(fēng)云氣象衛(wèi)星已廣泛應(yīng)用于生態(tài)文明建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化等重要領(lǐng)域。它既能為數(shù)值天氣預(yù)報模式輸送觀測數(shù)據(jù)，又能為全球氣候變化研究提供科學(xué)依據(jù)，還能在第一時間監(jiān)測各種自然災(zāi)害?！睏钴姳硎?，氣象衛(wèi)星資料和產(chǎn)品在臺風(fēng)、暴雨、大霧、沙塵暴等監(jiān)測預(yù)警中發(fā)揮了重要作用，成為預(yù)報員監(jiān)測重要天氣必不可少的手段，為各級政府防災(zāi)減災(zāi)提供更加準(zhǔn)確的決策信息。

合作：數(shù)據(jù)共享服務(wù)全球

2017年9月25～28日期間，用戶在微信啟動時可以欣賞到風(fēng)云四號衛(wèi)星的成像圖。這顆于2016年12月發(fā)射的我國新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星——風(fēng)云四號A星整星研制達(dá)到國際先進(jìn)水平，實現(xiàn)了我國靜止軌道氣象衛(wèi)星從“并跑”向“領(lǐng)跑”的跨越，并開創(chuàng)了首顆試驗衛(wèi)星直接投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的先河。今年5月1日，風(fēng)云四號A星正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，中國以及亞太地區(qū)用戶可接收包括大氣、云、沙塵、降水、輻射、閃電等23種數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

“氣象衛(wèi)星發(fā)展過程中擁有的極好條件就是，它在世界范圍內(nèi)的交流非常廣泛，我們不能固步自封，在積極向他國學(xué)習(xí)、吸取經(jīng)驗教訓(xùn)的同時，也要把我們好的東西對外開放，為他國提供服務(wù)?！睂O家棟說。

當(dāng)前，風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星已經(jīng)達(dá)到了國外同類衛(wèi)星的先進(jìn)水平，大大縮小了與發(fā)達(dá)國家在氣象衛(wèi)星等高技術(shù)領(lǐng)域的差距，被世界氣象組織列入國際氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星序列，成為全球綜合地球觀測系統(tǒng)的重要成員，同時也是國際災(zāi)害憲章機(jī)制的值班衛(wèi)星，為全球80多個國家和地區(qū)、國內(nèi)2500多家用戶提供衛(wèi)星資料和產(chǎn)品，確定了我國地球觀測領(lǐng)域的國際地位，增強(qiáng)了在相關(guān)國際活動中的話語權(quán)。

國防科工局、國家航天局系統(tǒng)工程司副司長趙堅表示，風(fēng)云二號H星成功發(fā)射后，我國將對“一帶一路”沿線國家和亞太空間合作組織成員國免費(fèi)分發(fā)風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)和產(chǎn)品，將我國贈予亞太空間合作組織成員國的衛(wèi)星云圖接收站進(jìn)行免費(fèi)升級并提供風(fēng)云衛(wèi)星氣象應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)，滿足該地區(qū)對靜止軌道氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取及應(yīng)用的急需。

“我國風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星、美日氣象衛(wèi)星與歐洲氣象衛(wèi)星已形成三足鼎立的局面，目前東半球的氣象預(yù)報主要靠我國的氣象衛(wèi)星提供相關(guān)資料。隨著我國衛(wèi)星氣象應(yīng)用的深入開展，勢必成為軍民融合的典范。”趙堅說。