作者:付毅飞 张国航 毛凌野 来源:科技日报 发布时间:2022/5/15 17:10:09
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20年,中国海洋卫星服务遍及全球

 

张国航 毛凌野 科技日报记者 付毅飞

大力发展、广泛应用海洋卫星,是推动海洋强国建设不可或缺、无可替代的技术手段。从2002年5月15日首颗海洋卫星——海洋一号A卫星发射至今,已经过去了20年。作为中国海洋卫星的抓总研制单位,航天科技集团五院持续深入探索、顽强刻苦攻关,推动卫星性能不断提高、应用日益广泛、效益更加显著、服务遍及全球。

万里海疆迎“天眼”

使用卫星对海洋进行遥感观测、获取各类数据、开拓应用空间,具有无与伦比的优势。自1978年美国发射第一颗海洋卫星开始,日本、加拿大、俄罗斯及欧共体(欧盟)国家相继发射了海洋卫星。我国有着绵延海疆,有着三百万平方公里的海洋国土,急切呼唤一个能从太空遥视海洋的“科学管家”。

面对蔚蓝色的呼唤,我国自1986年起组织开展海洋卫星研制、发射的论证工作。1997年,海洋一号卫星被正式批准立项研制。2000年11月,中国政府发表首部《中国的航天》白皮书,明确指出要建立长期稳定运行的卫星对地观测体系。海洋卫星是其中的重要组成部分。

作为我国人造卫星主要研制单位,五院深度参与了海洋一号卫星论证,推动了卫星立项,并承担了卫星研制工作。

在海洋一号卫星研制的过程中,五院研制团队积极创新、实现多项关键技术突破。例如,为了减轻卫星重量,海洋一号卫星采用了单轴驱动器驱动两个太阳翼的技术,这在当时不仅是国内首创,在国际上也不多见。另外,利用网络技术最新成果进行星务信息系统管理,在很大程度上减少了电缆的数量与重量,同时也解决了长期以来困扰卫星研制的电信号干扰难题。

2002年5月15日,海洋一号卫星发射升空,实现了我国海洋卫星“零”的突破。这也是五院于2001年8月成立航天东方红卫星有限公司后,由该公司研制发射的第一颗应用型小卫星。5月29日上午,卫星接通地面,传来第一轨遥感图像数据,图像清晰,海洋特征明显。

我国广袤的“蓝色国土”从此有了“天眼”。

海洋一号卫星上装载有海洋水色水温扫描仪和海岸带成像仪,主要用于海洋水色、水温环境要素探测。在轨运行后,该卫星为应用与重大专项提供长期数据服务,使我国海洋监测能力大大提升,社会与经济效益显著。

海洋家族不断添丁

2007年4月11日,我国第二颗海洋水色卫星——海洋一号B星成功发射。与海洋一号卫星相比,海洋一号B星的观测能力得到了进一步提高,同时最大限度地保证了其在轨运行的稳定与可靠,实际在轨寿命达到了9年10个月,也因此成为我国小卫星领域有名的“寿星”。

2018年9月7日,第三颗海洋水色卫星——海洋一号C星升空,拉开了我国民用空间基础设施中长期发展规划海洋业务卫星的序幕。随着海洋一号A、B星的退役,海洋一号C星承担起我国海洋水色观测的使命,在海冰、赤潮、溢油、森林火灾、围填海监测等方面做出了突出贡献。该卫星还为我国第十次北极科学考察任务提供了观测数据,保障科考任务顺利完成。

2020年6月11日,海洋一号D星发射升空,开启了我国加快推动海洋卫星领域探索创新的新征程。海洋一号D星与海洋一号C星组成我国首个海洋民用业务卫星星座,将实现双星上、下午组网观测,大幅提高对海洋水色、海岸带资源与生态环境的有效观测能力。

海洋二号卫星是我国“十一五”民用航天科研专项计划的重点项目,经国务院批准于2007年1月启动研制。海洋二号卫星要开创多个“第一”,研制过程相当艰难复杂。五院的卫星研制队伍付出了艰辛的努力,在创新与担当中唱响了“唱向大海的战歌”。

2011年8月16日,我国迎来首颗海洋动力环境探测卫星——海洋二号卫星的成功发射。2012年3月2日,卫星正式交付用户。海洋二号卫星通过自主创新,实现了我国卫星遥感能力水平的大幅提升,推动了我国卫星研制技术和管理水平的跨越式发展。卫星在轨运行后,广泛获取了全球海面风场、浪场、海洋动力场、大洋环流和海表温度场等多种重要海洋动力参数,直接服务于海洋环境监测与预报、海洋调查与资源开发、海洋污染监测与环境保护等多个领域。

海洋二号卫星还与在轨运行的海洋一号卫星相互配合,以微波、光学两种观测手段,将海洋动力环境监测与海洋资源探测相结合,进一步完善了我国海洋立体监测体系。

建设海洋动力环境监测网

2018年10月25日,海洋二号B星一飞冲天。该卫星是我国海洋动力环境监测网的首发星。海洋二号B星可持续对海面风场、海浪、海流、海面温度、海上风暴和潮汐进行监测,形成连续、稳定的海洋环境监测与数据获取能力,在海洋防灾减灾、海洋环境预报、海洋资源开发等领域发挥了更加重要的作用。卫星还具备全球船舶识别(AIS)和海洋浮标测量数据收集(DCS)等功能,进一步推动和促进了海洋领域的应用研究。

2020年9月21日,我国海洋动力环境监测网的第2颗卫星——海洋二号C星成功发射。该卫星具备测量全球海洋表面风矢量和全球海面高度,全球船舶自动识别以及接收、存储和转发全球海上浮标测量信息等一系列能力,入轨后与海洋二号B星组网,可大幅提升我国海洋观测范围、观测效率和观测精度。

2021年5月19日,海洋二号D星成功发射。该星与海洋二号B星、C星在轨组网,建成我国首个海洋动力环境监测网。三星组网运行后,仅需6小时,全球海洋监测的覆盖能力达80%以上,海洋监测的效率和精度大幅提升,达到国际领先水平,将高效服务于我国海洋防灾减灾、海上交通、发展海洋经济等工作。

中国海洋卫星走向国际

中法海洋卫星(CFOSAT)是中法两国合作研制的首颗卫星。2018年10月29日,该卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。

中法海洋卫星是中国航天历史上第一次同先进宇航国家开展系统级、全流程的合作。五院航天东方红卫星有限公司是卫星的中方抓总研制单位。卫星平台由中方提供,两台有效载荷由中法两国共同承担。其中,中方负责研制海风观测载荷——全球首台新型体制的微波散射计,法方负责研制海浪观测载荷——全球首台新型体制的雷达波谱仪,借助两台先进载荷,卫星首次实现全球风浪同步观测。此外,卫星的运载发射和测控工作由中方承担,中法双方均建有数据接收地面站。

中法海洋卫星主要用于海洋动力环境监测,实现了对海洋表面风和浪的大面积、高精度同步观测。该卫星还能观测陆地表面,获取土壤水分、粗糙度和极地冰盖相关数据。卫星获得的探测数据由中法两国科学家共享,拓展了两国在航天技术、海洋科学研究、全球气候变化等领域的合作。同时,该卫星数据还提供给世界各国科学家、预报员使用,为海上船只航行安全、全球海洋防灾减灾、全球海洋资源调查提供服务保障。

20年来,有了海洋卫星,海洋对我们而言已大不同。如今我国海洋卫星已进入组网观测时代,形成对全球海域连续高频次观测覆盖能力。

 
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