文章來源:中國航(hang)天(tian)科技(ji)集團有限公司 發布(bu)時間:2019-10-30

發射現場
蒼(cang)茫太空之中,海(hai)(hai)洋對地(di)(di)觀測衛星如同閃亮的(de)眼睛(jing),24小時不停歇地(di)(di)注視著(zhu)(zhu)地(di)(di)球,俯瞰著(zhu)(zhu)同樣蒼(cang)茫的(de)海(hai)(hai)洋,監測獲取著(zhu)(zhu)與我國海(hai)(hai)洋息息相(xiang)關的(de)海(hai)(hai)量信息。
7年之前(qian),海(hai)洋(yang)(yang)二(er)號(hao)A星(xing)入軌(gui)工作,良好的在軌(gui)表現(xian)贏得了(le)用(yong)戶(hu)的一致認可。7年之后,海(hai)洋(yang)(yang)二(er)號(hao)B星(xing)順利進入預定軌(gui)道,承前(qian)啟后,進一步拓展了(le)衛星(xing)的應用(yong)效能。
海(hai)(hai)洋(yang)二(er)號(hao)(hao)B星(xing)由中國航(hang)天科技集(ji)團有限公司(si)五院抓總研制,是我國海(hai)(hai)洋(yang)動力環(huan)境監(jian)測(ce)網的首(shou)發(fa)星(xing),用(yong)于(yu)接替目前超期服(fu)役(yi)的海(hai)(hai)洋(yang)二(er)號(hao)(hao)A星(xing)。海(hai)(hai)洋(yang)二(er)號(hao)(hao)B星(xing)能夠實現海(hai)(hai)面高(gao)度(du)(du)、有效(xiao)波(bo)高(gao)、海(hai)(hai)面風場(chang)、海(hai)(hai)面溫(wen)度(du)(du)的高(gao)精(jing)度(du)(du)、高(gao)分辨率實時(shi)觀測(ce),同時(shi)具備全(quan)球船舶識別(AIS)和海(hai)(hai)洋(yang)浮標測(ce)量數(shu)據(ju)收(shou)集(ji)(DCS)等功能。
撥云瞰海 太空里的海洋守衛者

吊裝現場
海(hai)洋(yang)(yang)占地(di)(di)球表面積的70%以上(shang),是生命的源(yuan)泉(quan)和資源(yuan)的寶(bao)庫。一方面,海(hai)洋(yang)(yang)洋(yang)(yang)流(liu)(liu)運(yun)動對地(di)(di)球氣候(hou)變化、熱(re)量(liang)平衡(heng)、水循(xun)環(huan)和碳循(xun)環(huan)起(qi)著重(zhong)要作用(yong),諸如厄爾尼諾、拉尼娜現象都與洋(yang)(yang)流(liu)(liu)變化息息相關。
另一方面(mian),海(hai)洋也是人類活(huo)動的重要場(chang)(chang)所,是世界貿易的大通道(dao),海(hai)面(mian)高度和溫(wen)度、海(hai)底地(di)形、海(hai)面(mian)風(feng)場(chang)(chang)等因素影響著(zhu)人類資源開(kai)發、航海(hai)活(huo)動,關(guan)乎著(zhu)海(hai)洋經濟的發展。
海(hai)(hai)洋(yang)對(dui)(dui)地觀(guan)測(ce)衛星(xing)有效地彌(mi)補了傳統(tong)海(hai)(hai)洋(yang)觀(guan)測(ce)手(shou)段的(de)不足,在災害防治、資源開發(fa)(fa)、海(hai)(hai)洋(yang)維權、海(hai)(hai)洋(yang)生態和環境保(bao)護等諸多領域發(fa)(fa)揮著重要作用,使人類(lei)極大地加深(shen)了對(dui)(dui)海(hai)(hai)洋(yang)的(de)認(ren)識。
2011年(nian)8月,海(hai)洋(yang)二(er)號A星成功發射,這是我國第一顆獲(huo)取海(hai)洋(yang)動(dong)力(li)環境信息(xi)的(de)專用對地(di)遙感衛星,具(ju)備全天(tian)候、全天(tian)時、全球(qiu)連續(xu)探測風、浪、流、潮及溫(wen)度等(deng)海(hai)洋(yang)動(dong)力(li)環境信息(xi)的(de)能(neng)力(li)。
海(hai)洋二號A星原本設計在(zai)軌壽(shou)命為三年(nian),如今該衛星依舊(jiu)在(zai)軌運行(xing)穩定,綜合指(zhi)標達到(dao)國際領先水平(ping)。這7年(nian),海(hai)洋二號A星可謂是“戰功赫(he)赫(he)”:陸續觀測(ce)(ce)到(dao)幾(ji)年(nian)來登陸西北太平(ping)洋的(de)全(quan)部臺風,為海(hai)嘯(xiao)監測(ce)(ce)預警提供了可靠的(de)數據支持,對(dui)漁場資源潛力作出科學估算,保(bao)障了亞(ya)丁灣護航多次海(hai)洋航行(xing),為南極科考提供重(zhong)要支撐……
現在,海(hai)(hai)(hai)洋(yang)二(er)號B星成功(gong)進入預定(ding)軌道,它(ta)將從海(hai)(hai)(hai)洋(yang)二(er)號A星手上接過使命(ming),遠瞰(kan)大海(hai)(hai)(hai),聆(ling)聽(ting)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)的(de)(de)聲音,守護人類的(de)(de)平安與發展。
全面升級 多項優勢于一身
衛(wei)星要履(lv)行(xing)好(hao)使命,載(zai)荷是關鍵。海洋二號(hao)B星裝載(zai)了由(you)五院(yuan)研(yan)(yan)制(zhi)的微波散射計(ji)、微波輻射計(ji)和(he)由(you)中科院(yuan)空間(jian)中心研(yan)(yan)制(zhi)的雷達(da)高度(du)計(ji)、校正(zheng)輻射計(ji)等(deng)多種主、被動(dong)新(xin)型微波遙(yao)感載(zai)荷。
這幾個關(guan)鍵載荷承擔的分(fen)工各有不(bu)同,微波(bo)散射(she)(she)計用以(yi)測量(liang)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)風(feng)場,微波(bo)輻(fu)射(she)(she)計用以(yi)測量(liang)海(hai)(hai)(hai)水溫度,雷達高(gao)度計用以(yi)測量(liang)海(hai)(hai)(hai)面高(gao)度和有效波(bo)高(gao),校(xiao)正輻(fu)射(she)(she)計則負責校(xiao)正大氣層(ceng)中水汽對(dui)測量(liang)產生的誤差(cha)。由此,衛星(xing)可以(yi)持(chi)續對(dui)海(hai)(hai)(hai)面風(feng)場、海(hai)(hai)(hai)浪、海(hai)(hai)(hai)流、海(hai)(hai)(hai)面溫度、海(hai)(hai)(hai)上(shang)風(feng)暴和潮汐(xi)進(jin)行監測,形成(cheng)連續、穩定的海(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)環境監測與數據(ju)獲(huo)取能力。
相比海(hai)洋(yang)(yang)二(er)號A星,海(hai)洋(yang)(yang)二(er)號B星相關(guan)載荷(he)的性能指(zhi)標均有所提(ti)(ti)升,特別是(shi)雷達(da)高(gao)(gao)度計的測高(gao)(gao)精度提(ti)(ti)高(gao)(gao)了一倍(bei)以(yi)上,這意味著(zhu)從太(tai)空中遙(yao)測海(hai)面高(gao)(gao)度可(ke)以(yi)更精確。
海洋(yang)二(er)號B星總(zong)設(she)計師(shi)兼總(zong)指揮張慶君介(jie)紹,作(zuo)為(wei)海洋(yang)二(er)號A星的(de)接替星,在(zai)保持數據(ju)穩定的(de)前提下,海洋(yang)二(er)號B星還做了不少調整,以便(bian)更(geng)好地滿足國(guo)家開發海洋(yang)、建設(she)海洋(yang)的(de)實(shi)際需(xu)要。
首先,海洋二號B星增加了全(quan)球船(chuan)(chuan)舶識(shi)別(AIS)功能,可以在茫(mang)茫(mang)大海中追蹤(zong)行船(chuan)(chuan)的位置信息、周邊環境,并依靠(kao)衛星數據分(fen)析對(dui)可能出現的危險進行預警提示。
“大海(hai)行船好(hao)比(bi)在(zai)茫(mang)茫(mang)人(ren)海(hai)中走路的孩子,以前只能眼睜睜看(kan)著小(xiao)孩在(zai)人(ren)群中走丟,現(xian)在(zai)可以實時(shi)監測小(xiao)孩周圍的環境,在(zai)發(fa)現(xian)異常時(shi)及時(shi)給(gei)出警報。”張慶君(jun)給(gei)出一個比(bi)喻。
其次,海(hai)洋二(er)號B星裝有(you)海(hai)洋浮(fu)標(biao)測量數(shu)據(ju)收(shou)集(ji)系統(DCS)。這套系統可(ke)用于接收(shou)、存儲(chu)和轉發我國近海(hai)及其他海(hai)域的浮(fu)標(biao)測量數(shu)據(ju),既能提高(gao)浮(fu)標(biao)數(shu)據(ju)傳送的實效性,又(you)可(ke)以通過數(shu)據(ju)間(jian)比對校正,提升衛星數(shu)據(ju)的精度。
此外,為了獲取高(gao)(gao)精(jing)度海面(mian)高(gao)(gao)度數據,海洋二號(hao)B星(xing)(xing)首次使用了銣原子(zi)鐘(zhong)這一高(gao)(gao)精(jing)度星(xing)(xing)載授時系統,衛(wei)星(xing)(xing)將具備高(gao)(gao)穩定性的時間頻(pin)率信號(hao),且在衛(wei)星(xing)(xing)整個壽命期內(nei)不(bu)需要校(xiao)準,減小了由(you)于時鐘(zhong)漂移帶來的測量誤差(cha)。
在繼(ji)承海洋二(er)號(hao)(hao)A星技術優(you)點(dian)的基礎上,海洋二(er)號(hao)(hao)B星有了明顯進步(bu),將成為海洋環境監測和資(zi)源(yuan)開發應(ying)用的“千里眼”“多(duo)面手”和“導航燈”。
兩年交卷 數字化設計的典范
從衛星(xing)立(li)項(xiang)到正式(shi)入軌(gui)工作,海洋二號(hao)B星(xing)團隊僅僅用兩年(nian)時間就交上(shang)了(le)完美的答卷,其中,航天器的數字化集成(cheng)技術功不可沒。
在(zai)海洋二(er)號A星(xing)(xing)(xing)(xing)研制經驗的基礎上,海洋二(er)號B星(xing)(xing)(xing)(xing)的研制過程繼續推(tui)進衛星(xing)(xing)(xing)(xing)平臺標準(zhun)化(hua)(hua)、通用(yong)化(hua)(hua)設計(ji)(ji)工(gong)(gong)作。衛星(xing)(xing)(xing)(xing)全面采用(yong)航(hang)天器數字集成設計(ji)(ji)系統,搭建了(le)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)數字化(hua)(hua)總體設計(ji)(ji)應(ying)用(yong)平臺,實現了(le)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)設計(ji)(ji)、生產、試驗協同工(gong)(gong)作,并利用(yong)數字分(fen)析和仿真優化(hua)(hua)流程,讓衛星(xing)(xing)(xing)(xing)實現了(le)方案設計(ji)(ji)向(xiang)正樣生產的一步(bu)跨越。
“海洋(yang)二(er)號系(xi)列(lie)衛星可謂是航天器數字(zi)化(hua)設計的(de)探路者和先行者,有效(xiao)促進了我國衛星研制生產(chan)信息化(hua)水平的(de)提升(sheng)。”張(zhang)慶君說(shuo)。
兩年間,讓衛星(xing)試驗團隊最難以忘(wang)懷的經(jing)歷(li),要數歷(li)時兩個月的衛星(xing)電磁兼(jian)容測試。
衛(wei)星(xing)(xing)電(dian)(dian)磁兼(jian)容主管(guan)設計師(shi)程(cheng)麗麗表示,海(hai)洋(yang)二(er)號(hao)(hao)B星(xing)(xing)繼(ji)承了(le)海(hai)洋(yang)二(er)號(hao)(hao)A星(xing)(xing)射(she)頻(pin)種類多(duo)(duo)、頻(pin)率跨越大、外部天(tian)線(xian)多(duo)(duo)等特點(dian),電(dian)(dian)磁環(huan)境十分復雜。此外衛(wei)星(xing)(xing)新增的AIS、DCS兩項載(zai)荷都是高(gao)靈(ling)敏度(du)接收系統,工(gong)作頻(pin)段(duan)低、靈(ling)敏度(du)高(gao),這使(shi)整星(xing)(xing)電(dian)(dian)磁兼(jian)容的要(yao)求“達(da)到了(le)前所未有的高(gao)度(du)”。
針對(dui)這一問題,衛星團隊(dui)的應對(dui)思(si)路十(shi)分清晰:提高抗(kang)干(gan)擾能力、切斷干(gan)擾途徑和消(xiao)除(chu)干(gan)擾源。在(zai)衛星構型和布(bu)局(ju)設計(ji)時(shi),團隊(dui)就為AIS、DCS安排了“黃金寶地”,遠離其(qi)他星載(zai)設備帶來的輻射干(gan)擾;在(zai)總裝實施時(shi),團隊(dui)需要對(dui)電(dian)磁(ci)兼容處理(li)工藝反復研究,對(dui)不(bu)同(tong)處理(li)方法達到的效(xiao)果進行對(dui)比分析,不(bu)滿足(zu)要求的設計(ji)立即在(zai)現場推倒重來。
“這期間(jian)反(fan)反(fan)復復多次調(diao)整(zheng),若沒(mei)有數字(zi)化設計貫(guan)穿其(qi)中打通設計、測試、生產的(de)全流程,海洋二號(hao)B星(xing)不可(ke)能(neng)在兩年時間(jian)完成。”衛星(xing)總體總裝設計師王濤(tao)體會頗深。
歷經“史上最難(nan)”的(de)(de)電磁兼容(rong)測試,海洋(yang)二(er)號衛星團隊深知,在可以(yi)預期的(de)(de)未(wei)來,隨著海洋(yang)二(er)號C星、D星項目的(de)(de)推(tui)進(jin),電磁兼容(rong)測試必(bi)將(jiang)刷新“最難(nan)”的(de)(de)紀(ji)錄,但是依靠科學(xue)的(de)(de)設(she)計(ji)方法和數字化的(de)(de)研制流程,困(kun)難(nan)必(bi)將(jiang)一一克服。
開啟組網 加強海洋國際合作
一(yi)直以(yi)來,我國十分重(zhong)視海(hai)洋(yang)(yang)(yang)衛星及其探測技術的發(fa)展,習(xi)近平(ping)總書記曾表示,要進一(yi)步關(guan)心海(hai)洋(yang)(yang)(yang)、認識海(hai)洋(yang)(yang)(yang)、經略海(hai)洋(yang)(yang)(yang),推動(dong)我國海(hai)洋(yang)(yang)(yang)強國建設(she)不(bu)斷取(qu)得新成就。
目前,我(wo)國(guo)已(yi)形成了(le)以海洋一(yi)號(hao)(hao)系(xi)(xi)(xi)列衛(wei)星(xing)、海洋二號(hao)(hao)系(xi)(xi)(xi)列衛(wei)星(xing)及高(gao)分三號(hao)(hao)系(xi)(xi)(xi)列衛(wei)星(xing)為(wei)代表的(de)海洋水(shui)色、海洋動力環境及海洋監視監測(ce)系(xi)(xi)(xi)列衛(wei)星(xing),建(jian)立起了(le)具有優勢(shi)互補特點的(de)海洋遙感衛(wei)星(xing)觀測(ce)體系(xi)(xi)(xi),并已(yi)發揮(hui)了(le)顯著(zhu)的(de)社(she)會和經濟效益。
海(hai)(hai)(hai)洋二號B星主任設計(ji)師(shi)劉紅雨介紹,此前海(hai)(hai)(hai)洋二號A星每天可覆蓋(gai)全球90%以上(shang)的海(hai)(hai)(hai)域,其(qi)獲取的數據資(zi)料經過(guo)評定產品質量達到了國(guo)際(ji)同類的先進水平,在(zai)諸多海(hai)(hai)(hai)洋應用發(fa)揮(hui)了重要(yao)作用。例(li)如,其(qi)高度(du)計(ji)產品已應用于法國(guo)空間署的相(xiang)關(guan)業務(wu)中(zhong),散射計(ji)產品已被歐(ou)洲氣(qi)象(xiang)衛(wei)星應用組織采(cai)用,也(ye)在(zai)美國(guo)國(guo)家海(hai)(hai)(hai)洋與大(da)氣(qi)管理局(ju)對(dui)臺(tai)風桑迪的監測中(zhong)發(fa)揮(hui)了重要(yao)作用。
在海(hai)(hai)洋(yang)(yang)二(er)(er)號B星(xing)(xing)入(ru)(ru)軌(gui)后,未來(lai)還有兩顆(ke)傾斜軌(gui)道的海(hai)(hai)洋(yang)(yang)觀測衛星(xing)(xing)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)二(er)(er)號C星(xing)(xing)、D星(xing)(xing)升入(ru)(ru)太空,這三顆(ke)衛星(xing)(xing)將組成(cheng)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)動力(li)環境監(jian)測網,它們(men)每6個小時就可以覆蓋全球(qiu)90%以上的海(hai)(hai)域,形(xing)成(cheng)高(gao)精度、大寬幅、快重訪的海(hai)(hai)洋(yang)(yang)觀測能力(li)。
海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)二號(hao)B星打響(xiang)了國家海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)動力環(huan)(huan)境監(jian)測網的頭陣,將在海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)防災減災、海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)環(huan)(huan)境預報(bao)、海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)資(zi)源開發、海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)科學研究及國際(ji)合(he)作等領域發揮更加重要的作用,助力智(zhi)慧海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)建(jian)設發展(zhan)。
此外,海(hai)(hai)洋二號B星還(huan)將為“一(yi)帶一(yi)路”沿線海(hai)(hai)上經貿發展提供基礎環境信息,穩步推進海(hai)(hai)上絲路海(hai)(hai)洋防災減(jian)災國際合作,進而服務好“一(yi)帶一(yi)路”建設。
張慶君表示,人類社(she)會(hui)的(de)(de)可持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)必然越(yue)來越(yue)多地依賴海(hai)洋,海(hai)洋也將為人類社(she)會(hui)的(de)(de)繁榮和(he)(he)發(fa)展(zhan)作出越(yue)來越(yue)大的(de)(de)貢獻。海(hai)洋二號系列衛星肩負(fu)著重要的(de)(de)使(shi)命,他和(he)(he)他的(de)(de)團隊(dui)也將不(bu)斷尋求創新,為海(hai)洋發(fa)展(zhan)持(chi)之以恒地努力。
【責任(ren)編輯(ji):李巨堯】
