成功發(fā)射的風(fēng)云四號(hào)是我國(guó)新一代靜止氣象衛(wèi)星的第一顆星，其整體性能達(dá)到甚至超過(guò)了歐美最新一代靜止氣象衛(wèi)星的水平，從而實(shí)現(xiàn)了我國(guó)衛(wèi)星技術(shù)從“跑跑”到“跑領(lǐng)先”的巨大飛躍。風(fēng)云四號(hào)有多“?！?？

新華通訊社

新技術(shù):

36000公里外的“看秋天”

如果把太陽(yáng)同步軌道比作圍繞地球旋轉(zhuǎn)“移動(dòng)巡邏警察”，那么地球靜止衛(wèi)星就像“定點(diǎn)警察”。風(fēng)云四號(hào)的“標(biāo)桿”位于距地球36000公里的高度空，在如此遙遠(yuǎn)的距離上已經(jīng)能夠“觀測(cè)地球的變化”，這要?dú)w功于它成功突破了代表國(guó)際先進(jìn)水平的高精度圖像定位與配準(zhǔn)、微振動(dòng)測(cè)量與抑制、定量遙感等20多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

高精度圖像定位和配準(zhǔn)技術(shù)是各國(guó)靜止衛(wèi)星正在努力克服的關(guān)鍵技術(shù)之一。這項(xiàng)技術(shù)使衛(wèi)星的“眼睛”能夠從幾萬(wàn)英里外準(zhǔn)確地看到地球上的任何地方，并在拼接圖像時(shí)實(shí)現(xiàn)零誤差。為了突破這項(xiàng)技術(shù)，美國(guó)經(jīng)過(guò)5顆衛(wèi)星的不斷改進(jìn)，用了11年時(shí)間在GOER-N上取得突破，剛剛發(fā)射的GOES-R衛(wèi)星定位精度達(dá)到1 km。

中國(guó)航天科工集團(tuán)第八研究院風(fēng)云四號(hào)研制組經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)攻關(guān)，克服了衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定方法、熱變形在軌識(shí)別與建模技術(shù)、姿態(tài)、軌道和熱變形補(bǔ)償技術(shù)等技術(shù)瓶頸。衛(wèi)星影像導(dǎo)航配準(zhǔn)精度達(dá)到“1像素”，即在3.6萬(wàn)公里空的高度，相機(jī)誤差控制在1公里以內(nèi)，補(bǔ)償效率達(dá)到98.8%，和美國(guó)一樣。

新平臺(tái):實(shí)現(xiàn)24小時(shí)“凝視”地球

未來(lái)風(fēng)云四號(hào)將取代風(fēng)云二號(hào)，在7年的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)成為全球?qū)Φ赜^測(cè)衛(wèi)星序列的重要成員。在24小時(shí)、2555天的“值班”期間，不能有任何差錯(cuò)，更不能“因病請(qǐng)假”，這對(duì)衛(wèi)星的“物理質(zhì)量”提出了很高的穩(wěn)定性和可靠性要求。

中國(guó)航天科工集團(tuán)第八研究院研究團(tuán)隊(duì)為風(fēng)云四號(hào)特制了一個(gè)高軌道三軸穩(wěn)定衛(wèi)星平臺(tái)——SAST 5000平臺(tái)，具有角秒測(cè)控精度，平臺(tái)采用六角圓柱構(gòu)型、單太陽(yáng)翼、三軸穩(wěn)定控制方案，采用雙總線系統(tǒng)、高性能AOS技術(shù)、大功率電源、整星防靜電技術(shù)、整星防污染技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)地球200-2000。

太陽(yáng)能電池翼是衛(wèi)星的關(guān)鍵部件之一。傳統(tǒng)衛(wèi)星的太陽(yáng)翼是兩翼，分布在衛(wèi)星的兩側(cè)，像兩個(gè)展開(kāi)的“翅膀”。風(fēng)云四號(hào)只有一面裝有太陽(yáng)能翼。研究小組專門(mén)設(shè)計(jì)了一種“T”型太陽(yáng)翼，大大縮短了太陽(yáng)翼質(zhì)心與衛(wèi)星的距離。一旦太陽(yáng)翼抖動(dòng)或抖動(dòng)，對(duì)衛(wèi)星的干擾將大大降低。

風(fēng)云四號(hào)上的數(shù)字計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理器是衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)處理的核心部件，相當(dāng)于整個(gè)衛(wèi)星的“心臟”，一刻也停不下來(lái)。

而風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星有效載荷成像精度高，數(shù)據(jù)量大。如何保證數(shù)據(jù)處理器和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的高速穩(wěn)定運(yùn)行，靈活配置數(shù)據(jù)路由，在關(guān)鍵時(shí)刻及時(shí)將大量數(shù)據(jù)發(fā)回地面而不“卡死”，也是開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨的一大難題。

經(jīng)過(guò)不斷的探討和驗(yàn)證，最終采用SpaceWire與高低速總線相結(jié)合的方式，突破了靜止氣象衛(wèi)星大數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i。同時(shí)采用空之間嚴(yán)格的防靜電設(shè)計(jì)，光學(xué)元件的抗污染設(shè)計(jì)，多動(dòng)元件的可靠性和壽命設(shè)計(jì)，大大提高了衛(wèi)星的“物理質(zhì)量”。

新增荷載:將地面隔振平臺(tái)移至Tai 空

風(fēng)云四號(hào)不僅配備了許多先進(jìn)的觀測(cè)儀器，還與其他儀器一起配備了一種對(duì)同一顆衛(wèi)星上的觀測(cè)環(huán)境要求極其嚴(yán)格的儀器，即干涉大氣垂直探測(cè)器。

干涉大氣垂直探測(cè)器是一種類似于對(duì)大氣“做CT”的先進(jìn)儀器，但使用起來(lái)也非常昂貴。一個(gè)微小的振動(dòng)，哪怕只是在衛(wèi)星邊緣吹氣，都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生無(wú)法分辨或消除的譜線，從而降低光譜性能。因此，當(dāng)儀器在地面使用時(shí)，應(yīng)專門(mén)為其建造一個(gè)超靜、隔音的地下室。用于Tai 空的開(kāi)放空間，為了防止其他儀器的振動(dòng)和噪聲干擾，歐洲計(jì)劃專門(mén)為其發(fā)射了一顆衛(wèi)星。

在國(guó)際上，風(fēng)云四號(hào)率先在單顆衛(wèi)星上搭載多通道掃描成像輻射計(jì)和干涉大氣垂直探測(cè)器，首次實(shí)現(xiàn)了大氣垂直分層的二維成像觀測(cè)和三維觀測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了國(guó)外兩顆衛(wèi)星所實(shí)現(xiàn)的功能。

為了克服微振動(dòng)的影響，研究小組對(duì)風(fēng)云四號(hào)上10多個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)特性和傳遞路徑進(jìn)行了深入的分析和實(shí)驗(yàn)，提出了一種測(cè)量和抑制微振動(dòng)的方法。在此基礎(chǔ)上，我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)了振源隔振裝置和有效載荷隔振裝置的工程化，衛(wèi)星平臺(tái)對(duì)敏感載荷的振動(dòng)干擾降至0.1mg(手輕敲桌面的振動(dòng)量級(jí)約為300mg)。這也相當(dāng)于直接“移動(dòng)”地面隔振平臺(tái)空。