全天候「凝視」地球！中國風雲四號衛星到底多牛

12月11日，搭載風雲四號衛星的運載火箭在西昌衛星發射中心點火升空。新華社記者陳建力攝

一瞬間山搖地動，分分鐘劃破長空，成功發射的風雲四號，是我國新一代靜止軌道氣象衛星的首發星，整體性能達到甚至超越歐美最新一代靜止軌道氣象衛星的水平，一舉實現我國衛星技術從「跟跑並跑」向「並跑領跑」的重大跨越。

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風雲四號到底有多「牛」？

新平台：實現對地球２４小時「凝視」

今後，在長達７年的設計壽命期間，風雲四號將接替風雲二號「上崗」，成為全球對地觀測業務衛星序列的重要一員。每天２４小時、共計２５５５天的「執勤」期間，不能有絲毫差錯，更不能「因病請假」，這對衛星「身體素質」提出了極高的穩定性與可靠性要求。

太陽電池翼是衛星的關鍵部位之一。傳統衛星的太陽翼都是雙翼構型，分布在衛星的兩側，好像兩隻展開的「翅膀」。風雲四號卻只有一側裝有太陽翼，研究團隊專門設計了一款「Ｔ」構型的太陽翼，大大縮短了太陽翼質心與衛星的距離。一旦太陽翼發生晃動或抖動，對衛星的干擾將大大減少。

風雲四號上的數管計算機和數據處理器，是衛星數據管理和數據處理的核心部件，相當於整顆衛星的「心臟」，一刻也不能停頓。而風雲四號衛星載荷成像精度高、數據量大，如何確保數據處理器、數傳系統高速穩定運行，且能靈活配置數據路由，將大量數據及時傳回地面，在關鍵時刻不「卡殼」，也是研製團隊面臨的一大難題。

通過不斷討論、驗證，最終採用了ＳｐａｃｅＷｉｒｅ和高低速匯流排相結合的模式，突破了靜止軌道氣象衛星大數據量傳輸的瓶頸。同時採用了嚴格的空間防靜電設計、光學部件的防污染設計、多活動部件的可靠性與壽命設計等，大大提高了衛星的「身體素質」。

新載荷：把地面隔振平台「搬到」太空

風雲四號「最牛」的地方不僅在於搭載了許多先進的觀測儀器，更在於將一種對觀測環境要求極為「嚴苛」的儀器，與其他儀器一起搭載在同一顆衛星上，這就是干涉式大氣垂直探測儀。

干涉式大氣垂直探測儀是一種類似於給大氣「做ＣＴ」的先進儀器，但使用起來也極為「嬌貴」。一個細小的振動——哪怕只是在衛星邊上吹一口氣，就會導致產生無法甄別或消除的譜線，使得光譜性能退化。因此，該儀器在地面上使用，需專門為它建造一個超靜隔音的地下室。在開放的太空使用，為了防止其他儀器振動和噪音干擾，歐洲計劃專門為它發射了一顆衛星。

在國際上，風雲四號首次在單星上同時搭載多通道掃描成像輻射計和干涉式大氣垂直探測儀，首次同時實現二維成像觀測和大氣垂直分層三維觀測，實現國外兩顆星達到的功能。

為了克服微振動的影響，研製團隊對風雲四號上的１０多個轉動部件的振動特性與傳遞路徑，進行了深入分析和試驗，提出了微振動測量與抑制的方法。並在此基礎上，在國內率先實現了振源隔振裝置和有效載荷隔振裝置的工程化，使衛星平台對敏感載荷的振動干擾，降低到０．１ｍｇ（用手輕輕擊桌面的振動量級約為３００ｍｇ）。這相當把地面的隔振平台，直接「搬到」了太空。

來源：央廣網

『 中國氣象科普 』

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