2018年10月29日,中法海洋卫星在酒泉卫星发射中心发射成功。国家主席习近平当天同法国总统马克龙互致贺电,祝贺中法海洋卫星发射成功。
习近平在贺电中指出,航天合作是中法全面战略伙伴关系的重要内容。中法海洋卫星成功发射是两国航天合作最新成果,将在全球海洋环境监测、防灾减灾、应对气候变化等领域发挥重要作用。中方高度重视中法关系,愿同法方一道努力,推动深化两国各领域交流合作,推动紧密持久的中法全面战略伙伴关系不断迈向更高水平,更好造福两国和两国人民。
中法海洋卫星成功发射
马克龙在贺电中表示,中法海洋卫星成功发射标志着两国航天合作迈出重要一步。该项目凝聚着两国航天机构和科研人员的辛勤努力,再次体现了法中两国推动国际社会共同应对气候变化挑战的积极意愿。航天合作是法中战略合作的重要组成部分,法方愿同中方一道,继续深化两国在航天和应对气候变化领域的交流合作。
人们称中法海洋卫星为“混血”海洋卫星。它为什么叫海洋卫星?又有什么特殊本领引起两国元首的关注?
俗话说,“无风不起浪”,“无风三尺浪”。这说明海面上风与浪的关系不简单。海风和海浪历来是海洋科学家非常关注的问题,也因其复杂多变而成为研究难点。为此,中法两国携手,经过13年的合作,最终成功研发了这颗专门观测海洋的卫星。
双方科学家攻坚克难,在卫星上创新集成了两台新型微波雷达。中方研制的叫微波散射计,法方研制的叫海洋波谱仪。这两台仪器装在一个卫星上,犹如双管齐下,协同观测,互为补充,在世界上是第一次。
法国总统马克龙参观中法海洋卫星工程
在研制过程中,双方科学家前后开展5次实验,最终解决了两个仪器互相干扰的难题,以最佳的组合为人类服务。中法海洋卫星的特点如下:
一个是数据共享。中法双方共同研制了卫星的X谱段数传分系统,负责接收微波散射计和海洋波谱仪传来的遥感数据,并根据情况智能化选择编码存储或直接将数据传回地面接收站。卫星上的固态存储器采用了分区设计,双方可分别使用,互不干扰。地面设有多个接收站,如加拿大依诺维克站、瑞典基律纳站以及中国的北京站、牡丹江站、海南陵水站等。接收站收到卫星数据后,再发到位于中国和法国的数据中心处理,整个流程不超过3小时。探测数据由双方共享,并可供世界各国科学家、海洋环境预报员使用。
另一个是风浪同测。卫星在探测海风时,微波散射计会向海面发射微波信号,其中有一部分信号会被起伏的海浪反射回卫星。卫星上的仪器通过数学模型反演计算,即可得到风的强度。风的方向则需要多次测量后才能确定。为此,科学家们在卫星的微波散射计上安装了一个能够转动的天线,借助卫星在轨道上的移动对一个区域进行多次探测,最终可确定是南风北风,还是东风西风。
再说测海浪。法国研发的海洋波谱仪可以对海浪的高度和幅度进行探测。微波遥感观测不受天气、光照等条件干扰,即便海面和空中有云层覆盖,也可以穿透探测,因而可以全天时、全天候不间断地提供数据。(www.daowen.com)
中法海洋卫星在距海面520千米的空中24小时工作,同时、同地获取海风和海浪的观测数据,非常有利于提高人们对巨浪、海洋热带风暴、风暴潮等预报的精度与时效,为海上船舶航行提供实况信息,帮助船舶安全航行和优化航线海上作业。
此外,它还能观测陆地表面,获取土壤水分、粗糙度和极地冰盖等相关数据,为全球气候变化研究提供基础信息。
另外,就是永不停电。海洋卫星一旦上天,需要持续观测海洋环境,电能供应尤为重要。中法海洋卫星的两个核心雷达均为“高耗电品”,每个载荷功耗200瓦,加起来就是400瓦,没有充足的电量,难以连续有效地工作。为此,科学家们专门研发了特殊的热控及供电技术,为卫星观测海洋提供了足够的电能,实现了永不停电。
中法海洋卫星有哪些技术创新?
中法海洋卫星装载有两台新型体制的微波雷达。中方研制的新型微波散射计能够对海面风速和风向进行高精度观测,该仪器国际上首次采用扇形旋转扫描波束体制,可同步获取海面多方位角组合观测数据,降低数据处理复杂度,提高海面风场反演精度。法方研制的海洋波谱仪可以获得海浪有效波高、海浪波向、海浪波速等海浪波谱物理量的测量。这是世界上首次将两种载荷装载在一个卫星平台上,协同工作,在世界上首次实现了同一卫星、同时、同地获取海风、海浪等探测数据,为更好地科学认知海风和海浪等海洋动力环境的内在物理机理及形成规律提供了有效研究手段。此外,两台载荷的探测数据通过同化手段有机组合,互为补充,能够进一步提高海洋动力环境观测精度,为海上作业等提供了有力保障。
我们有理由相信,天上有了这颗“全天候”的海洋卫星,今后海洋上刮多大的风,起多大的浪,人们都能收到更加精准的预报。
中法双方各自建立地面应用系统。法方地面接收站由加拿大依诺维克站、瑞典基律纳站组成,中方地面站由自然资源部国家卫星海洋应用中心的北京站、牡丹江站、海南站组成。双方各自建立任务中心,共同开展研制与应用,以获取海面风场、海浪等海洋动力环境参数。
中法海洋卫星在轨运行1个月后,我国获取了首批海洋动力环境数据。中法双方科学家确认,卫星上装载的两个微波载荷获取的海面风场与海洋波浪谱等海洋动力环境参数结果与真实海况基本一致。
中法海洋卫星首席科学家、在轨测试工作组组长刘建强每天都关注着中法海洋卫星。卫星入轨后,经过3次轨道调整,随后进行了单载波测试。测试结果表明,卫星与配置的各地面接收站通道畅通。2018年11月1日,卫星扇形波束旋转扫描微波散射计和海洋波谱仪先后开机,经过短暂高效的平台测试与仪器参数调整,分别于11月2日和3日开始向地面下传实测数据。双方地面系统工作人员对数据做了实时处理,得到了全球海面风场、海浪谱等海洋动力环境参数,并生产出初级产品。
2018年第28号台风“万宜”在西北太平洋洋面生成,中法海洋卫星第一时间捕捉到台风形态特征、中心位置,获取到台风行进路线及移动速度,为相关部门分析判读及预报提供了决策依据。
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