5月1日，風(fēng)云三號(hào)G星，也就是我們常說(shuō)的“降水星”，正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。
風(fēng)云三號(hào)G星于2023年4月16日成功發(fā)射，是我國(guó)首顆低傾角軌道降水測(cè)量衛(wèi)星，主要用于降水氣候?qū)W研究以及災(zāi)害性天氣系統(tǒng)降水監(jiān)測(cè)，能提供全球中低緯地區(qū)降水三維結(jié)構(gòu)信息。其成功發(fā)射使我國(guó)成為全球唯一同時(shí)業(yè)務(wù)運(yùn)行晨昏、上午、下午和傾斜四條近地軌道民用氣象衛(wèi)星的國(guó)家。
風(fēng)云三號(hào)G星地面系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師陳林表示，降水的全球觀測(cè)，特別是三維結(jié)構(gòu)的觀測(cè)，一直以來(lái)是氣象探測(cè)的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)“降水星”的發(fā)射，實(shí)際上是我國(guó)降水的全球觀測(cè)能力和三維結(jié)構(gòu)探測(cè)能力躍上了一個(gè)新臺(tái)階。
風(fēng)云三號(hào)G星的“獨(dú)門(mén)絕技”
01 給降水做個(gè)“CT”
獲取降水資料，傳統(tǒng)上主要通過(guò)雨量計(jì)、地基雷達(dá)等手段，但由于地面設(shè)備配置數(shù)量有限且分布不均，難以獲取大范圍高空間分辨率的地面降水信息。
風(fēng)云三號(hào)G星搭載了我國(guó)首套“空中雨量計(jì)”——星載Ku、Ka雙頻降水測(cè)量雷達(dá)，將雷達(dá)觀測(cè)分辨率高和衛(wèi)星觀測(cè)范圍廣的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，可通過(guò)向大氣發(fā)射無(wú)線電磁波信號(hào)，接收大氣中不同高度層的降水粒子反射信號(hào)，獲取垂直方向不同高度層的降水結(jié)構(gòu)信息，實(shí)現(xiàn)垂直方向降水的探測(cè)。
同時(shí)，該衛(wèi)星還能利用雷達(dá)跨軌方向的掃描能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)水平方向的降水探測(cè)，從而具備自上而下獲取三維結(jié)構(gòu)信息的能力，如同對(duì)大氣降水進(jìn)行“CT”掃描。
02 對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨“精確把脈”
風(fēng)云三號(hào)G星也被氣象部門(mén)稱(chēng)為“降水星”，是我國(guó)第20顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星。它是我國(guó)首顆對(duì)降水進(jìn)行主動(dòng)測(cè)量的衛(wèi)星，通過(guò)星地雷達(dá)融合應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)全球三維大氣、云和降水結(jié)構(gòu)探測(cè)，將應(yīng)用于臺(tái)風(fēng)、暴雨和其他極端災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)與氣候研究，顯著改善全球暴雨等災(zāi)害早期預(yù)警能力。同時(shí)，在生態(tài)環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、健康等領(lǐng)域發(fā)揮作用。
03 靈動(dòng)跳出“太空芭蕾”
風(fēng)云三號(hào)G星運(yùn)行在低軌低傾角的非太陽(yáng)同步軌道，太陽(yáng)會(huì)定期出現(xiàn)在軌道面的左右兩側(cè)，光照條件的不斷變化使得衛(wèi)星外部熱環(huán)境變化復(fù)雜。要保證外部熱環(huán)境和單機(jī)工作環(huán)境穩(wěn)定，衛(wèi)星需要保持始終以同一側(cè)面面向太陽(yáng)。
為此，姿軌控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了自主偏航姿態(tài)機(jī)動(dòng)模式，當(dāng)太陽(yáng)光從軌道面的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)時(shí)，衛(wèi)星將自動(dòng)完成180度轉(zhuǎn)身，靈動(dòng)地跳出“太空芭蕾”。
另外，風(fēng)云三號(hào)G星的運(yùn)行軌道距離地面約407公里，大氣密度較高，在太陽(yáng)活動(dòng)高年，衛(wèi)星1天的軌道高度衰減可達(dá)600多米。而根據(jù)任務(wù)要求，衛(wèi)星軌道高度要控制在100米的偏差以內(nèi)。研制團(tuán)隊(duì)凝聚集體智慧，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星軌道高度維持、偏心率與軌道相位協(xié)同自主控制，使得衛(wèi)星能一直以固定高度經(jīng)過(guò)同緯度地區(qū)上空，保障其業(yè)務(wù)應(yīng)用效能。
“試用期”內(nèi)碩果累累
自2023年10月23日起，風(fēng)云三號(hào)G星已完成超過(guò)6個(gè)月的業(yè)務(wù)試運(yùn)行工作。在試運(yùn)行期間，星地系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，在衛(wèi)星平臺(tái)、星上載荷、衛(wèi)星測(cè)控等狀態(tài)正常的條件下，數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品分發(fā)和數(shù)據(jù)存檔成功率等四項(xiàng)考核指標(biāo)均已達(dá)標(biāo)。
在軌測(cè)試和試運(yùn)行期間，風(fēng)云三號(hào)G星不僅在汛期高影響天氣分析、成都大運(yùn)會(huì)、杭州亞運(yùn)會(huì)等汛期和重大活動(dòng)氣象服務(wù)保障中取得明顯應(yīng)用效果，還成功探測(cè)巴西、馬爾代夫等國(guó)家極端暴雨的三維結(jié)構(gòu)，在服務(wù)國(guó)際社會(huì)方面發(fā)揮了應(yīng)用效益。
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