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风云三号D星昨升空 沪航天人为太空再添"中国星"
时间:2017-11-16

  


 来源: 解放日报

  ■浩瀚太空又多了一颗中国卫星。昨日凌晨,我国第二代极轨气象卫星风云三号D星在太原成功升空。这颗星凝聚着上海航天人的光荣与梦想

  ■风云三号D星多种有效载荷进行了升级换代,满足气象领域大气探测精度、温室气体监测能力、空间环境综合探测能力三方面不断增长的新需求

  ■中分辨率光谱成像仪高精度250米分裂窗为世界首例,高光谱温室气体监测仪在相同谱段信噪比比日本的温室气体观测卫星要高一倍,广角极光成像仪和电离层光度计均是我国首次研制……一连串的“首次”传递了D星“出身”的不平凡 

  浩瀚太空又多了一颗中国卫星。昨日凌晨,我国第二代极轨气象卫星风云三号D星在太原成功升空。这颗星,就像我国已经发射的其他15颗风云气象卫星一样,凝聚着上海航天人的光荣与梦想。

  与他的三个“哥哥”相比,风云三号D 星,可以说有了脱胎换骨的变化,多种有效载荷进行了升级换代,同时新增红外高光谱大气探测仪、高光谱温室气体监测仪、广角极光成像仪,从而逐步满足气象领域大气探测精度、温室气体监测能力、空间环境综合探测能力三方面不断增长的新需求。在上海航天技术研究院,记者听到了这颗崭新的“中国星”背后的故事。

  忙得像着了魔

  风云三号D星共装载10个有效载荷。相比C星,D星新增4个有效载荷,提高性能、升级换代的有2个。很多人认为风云三号D星是一颗成熟型号,然而6台新载荷的指标要求是达到国际先进水平,技术状态复杂、研制进度极其紧张是团队面临的巨大难题。

  “中分辨率光谱成像仪高精度250米分裂窗为世界首例,高光谱温室气体监测仪在相同谱段信噪比比日本的温室气体观测卫星要高一倍,广角极光成像仪和电离层光度计均是我国首次研制……”风云三号总体主任设计师李叶飞,用一连串的首次传递了D 星“出身”的不平凡。

  6台新载荷,全都从方案做起、经过初样研制,再到正样研制,每一个技术状态的确定都要经过无数次的技术协调,在工程实施阶段面临着每个载荷都要签署接口数据单,每个载荷都有强制检验点、定标试验、环模试验,都要装星测试。对于载荷设计师,开会基本上是常态,每天不打十几个电话都不踏实。

  “有时候整天像着了魔一样忙,说去加班就去加班,就算家里安排好事也说走就走”,风云三号D星载荷主任设计师赵其昌回忆那段时间感触颇深。

  团队成了多面手

  这么多新载荷,这么短的研制周期,整星进度面临挑战,其中红外高光谱大气探测仪和中分辨率光谱成像仪进度尤其紧张。“2015年上半年,我们每天都要去载荷单位跟产,久而久之这批设计师和载荷单位设计师还建立了一种特殊的友谊。”赵其昌说。最终,几个载荷都顺利交付参加整星试验。

  风云三号D星数据的最大特点是全球广播,任何问题都会赤裸裸地暴露在全世界的面前。所以,用户对卫星的产品质量、数据质量要求可以用“变态”来形容,从数据预处理到数据应用都是其它卫星用户所不能比拟的,这就要求团队也必须具备数据处理的能力,不能被国外看轻。

  上海航天技术团队就从数据原码开始解析,算出仪器的灵敏度、信噪比、定标精度、稳定性、线性度等等,与用户和载荷承制单位对比、讨论、协商、最后统一意见。用户还经常称赞风云团队是多面手,不但懂机、热、光、电、磁、机构,连数据处理也懂,真是了不得。然而,这些都是在风云团队人手不足的情况下完成的。这么有限的人数既要搞工程又要管数据,真是“既当爹又当妈”,实属不易。但当卫星在轨稳定运行、载荷数据在国计民生中发挥效益,听到国际同行谈到风云三号为世界数值天气预报做出重大贡献的评价时,过程中的那些酸甜苦辣全都算不了什么了。

  攻克微振动难关

  风云三号D星同时装载了十多个载荷以及十余个活动部件,异常复杂的振动环境导致星上动力学兼容性矛盾异常突出,稍不注意,一星多能的愿望不但不能实现,反而多个载荷互相干扰。尤其是装载的干涉型红外高光谱探测仪在我国低轨遥感卫星上属于首次应用,具有高空间分辨率、高光谱分辨率等优点,即使微小的振动也使得其性能大打折扣。

  “我们研制了微振动监测与抑制系统,并首次在国内遥感卫星上应用 ‘液体阻尼隔振’技术,实现共振峰和高频率振动抑制。”风云卫星的总体研制单位上海航天509所刘兴天,也是微振动监测与抑制技术攻关的直接参与者,对微振动攻关的过程记忆犹新。

  经过对星上动力学频谱特性的研究论证,有效地避开了载荷之间潜在的相互干扰。与此同时,开展松弛型“液体阻尼隔振”技术,不仅能够做到在共振峰处有效控制放大倍数,而且还将高频振动衰减90%以上,克服了传统被动减振的技术难题。同时,攻关团队反复地开展系列比对试验,一个个参数调整,一项项测试验证,最终确保了多载荷在轨的和谐共存,保证了卫星成像性能。

  作为我国新一代极轨气象卫星,风云三号自2008年首发星发射以来,其卫星遥感资料为各级政府决策提供了重要依据。在重大活动气象服务保障中也发挥了重要作用。