文(wen)章來源:中國航天科(ke)技集團有限(xian)公(gong)司 發布時間(jian):2019-10-30

發射現場
蒼(cang)茫太(tai)空之中,海洋(yang)對地觀測(ce)衛星如同閃亮的眼睛,24小時不停歇地注視著地球,俯(fu)瞰(kan)著同樣蒼(cang)茫的海洋(yang),監測(ce)獲取(qu)著與我國(guo)海洋(yang)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)的海量(liang)信息(xi)。
7年(nian)之前,海洋二號A星(xing)(xing)(xing)入軌(gui)(gui)工作(zuo),良好的在軌(gui)(gui)表現贏得了(le)用(yong)戶(hu)的一致認可(ke)。7年(nian)之后(hou),海洋二號B星(xing)(xing)(xing)順利進入預定軌(gui)(gui)道,承前啟(qi)后(hou),進一步(bu)拓展了(le)衛星(xing)(xing)(xing)的應(ying)用(yong)效能。
海(hai)(hai)洋(yang)二(er)(er)號B星(xing)由中國(guo)航天科技集團有(you)限(xian)公司五院(yuan)抓總研制,是我國(guo)海(hai)(hai)洋(yang)動力環境監測網(wang)的首發星(xing),用于接替目前(qian)超期服(fu)役的海(hai)(hai)洋(yang)二(er)(er)號A星(xing)。海(hai)(hai)洋(yang)二(er)(er)號B星(xing)能(neng)(neng)夠實(shi)現(xian)海(hai)(hai)面高(gao)(gao)度、有(you)效波(bo)高(gao)(gao)、海(hai)(hai)面風場、海(hai)(hai)面溫(wen)度的高(gao)(gao)精度、高(gao)(gao)分辨率實(shi)時觀測,同(tong)時具備全球(qiu)船舶識(shi)別(AIS)和(he)海(hai)(hai)洋(yang)浮標測量(liang)數據收集(DCS)等功(gong)能(neng)(neng)。
撥云瞰海 太空里的海洋守衛者

吊裝現場
海(hai)洋(yang)(yang)占地球表面(mian)積的70%以上,是生(sheng)命的源泉和(he)資源的寶(bao)庫。一(yi)方面(mian),海(hai)洋(yang)(yang)洋(yang)(yang)流運(yun)動對地球氣候變化(hua)(hua)、熱量平衡、水(shui)循環和(he)碳循環起著(zhu)重要作(zuo)用,諸如(ru)厄爾(er)尼諾(nuo)、拉尼娜現象(xiang)都與洋(yang)(yang)流變化(hua)(hua)息(xi)息(xi)相關。
另一方面(mian),海(hai)(hai)洋(yang)(yang)也是(shi)人(ren)類活(huo)動的(de)(de)重要場所,是(shi)世界貿易的(de)(de)大通道,海(hai)(hai)面(mian)高度和溫度、海(hai)(hai)底(di)地形、海(hai)(hai)面(mian)風場等因素(su)影(ying)響著人(ren)類資源(yuan)開發、航海(hai)(hai)活(huo)動,關乎著海(hai)(hai)洋(yang)(yang)經濟(ji)的(de)(de)發展。
海(hai)洋(yang)對地(di)觀(guan)測衛星有(you)效(xiao)地(di)彌(mi)補了(le)傳統海(hai)洋(yang)觀(guan)測手(shou)段的不足,在災害防治、資源開發、海(hai)洋(yang)維(wei)權、海(hai)洋(yang)生態和環境保護(hu)等諸多領域發揮著重要作用,使人類極大地(di)加深了(le)對海(hai)洋(yang)的認識(shi)。
2011年8月,海(hai)洋(yang)二號A星成功發射,這(zhe)是我國第一顆獲取海(hai)洋(yang)動力環境信息的(de)專用對地遙感衛星,具(ju)備全天候、全天時、全球連續探測風、浪(lang)、流、潮及溫度等(deng)海(hai)洋(yang)動力環境信息的(de)能(neng)力。
海洋(yang)二號(hao)A星原本設計(ji)在(zai)軌(gui)壽命為(wei)三年,如今(jin)該衛星依舊(jiu)在(zai)軌(gui)運行(xing)穩定,綜合指標達到(dao)國(guo)際領先水平。這(zhe)7年,海洋(yang)二號(hao)A星可(ke)謂是“戰功赫赫”:陸續觀測到(dao)幾(ji)年來登(deng)陸西北太(tai)平洋(yang)的(de)(de)全部臺(tai)風,為(wei)海嘯(xiao)監測預警提供了可(ke)靠的(de)(de)數據支持(chi),對漁(yu)場資源潛(qian)力(li)作出科(ke)學估算,保(bao)障了亞丁灣護航(hang)多次海洋(yang)航(hang)行(xing),為(wei)南極科(ke)考提供重要支撐(cheng)……
現在,海(hai)洋二號(hao)B星成(cheng)功(gong)進入預(yu)定軌道,它將從海(hai)洋二號(hao)A星手(shou)上(shang)接過使命,遠瞰大海(hai),聆聽海(hai)洋的聲音,守護人類的平安與發展。
全面升級 多項優勢于一身
衛(wei)星要履行好使命,載(zai)(zai)荷(he)是關鍵(jian)。海洋二號B星裝(zhuang)載(zai)(zai)了由(you)五院研(yan)制的(de)微(wei)波散射(she)計、微(wei)波輻射(she)計和由(you)中(zhong)科(ke)院空(kong)間中(zhong)心研(yan)制的(de)雷達高度計、校正(zheng)輻射(she)計等(deng)多(duo)種主(zhu)、被動新型微(wei)波遙感載(zai)(zai)荷(he)。
這幾(ji)個關(guan)鍵載荷承擔的分工(gong)各(ge)有不同,微波(bo)散射計(ji)(ji)用以測量(liang)海(hai)(hai)(hai)(hai)洋風(feng)場(chang),微波(bo)輻射計(ji)(ji)用以測量(liang)海(hai)(hai)(hai)(hai)水溫度(du),雷達高度(du)計(ji)(ji)用以測量(liang)海(hai)(hai)(hai)(hai)面(mian)高度(du)和(he)有效(xiao)波(bo)高,校正輻射計(ji)(ji)則(ze)負責(ze)校正大氣層中水汽對測量(liang)產生的誤差。由此(ci),衛星可以持(chi)續對海(hai)(hai)(hai)(hai)面(mian)風(feng)場(chang)、海(hai)(hai)(hai)(hai)浪、海(hai)(hai)(hai)(hai)流(liu)、海(hai)(hai)(hai)(hai)面(mian)溫度(du)、海(hai)(hai)(hai)(hai)上(shang)風(feng)暴和(he)潮汐(xi)進行(xing)監測,形成連續、穩定的海(hai)(hai)(hai)(hai)洋環境監測與數(shu)據獲取能力(li)。
相(xiang)比海洋二(er)號A星(xing)(xing),海洋二(er)號B星(xing)(xing)相(xiang)關(guan)載荷的性(xing)能指標均有所提(ti)升,特別是雷達高度計的測高精(jing)度提(ti)高了一倍以上(shang),這意味著從太空中(zhong)遙測海面高度可以更精(jing)確。
海(hai)(hai)洋二號B星(xing)總設(she)(she)計師兼總指揮張慶君介紹(shao),作為海(hai)(hai)洋二號A星(xing)的(de)接(jie)替星(xing),在(zai)保持數據穩定的(de)前(qian)提下,海(hai)(hai)洋二號B星(xing)還做了不少調整,以便更好地滿(man)足國家(jia)開發海(hai)(hai)洋、建設(she)(she)海(hai)(hai)洋的(de)實際(ji)需要。
首先,海(hai)洋(yang)二(er)號(hao)B星增加了全球船(chuan)舶識別(bie)(AIS)功能,可(ke)以在茫(mang)茫(mang)大海(hai)中追蹤行船(chuan)的位置信息、周(zhou)邊環境,并依靠衛(wei)星數據分析對可(ke)能出現的危險進(jin)行預警提示(shi)。
“大海行船好比在(zai)茫(mang)茫(mang)人(ren)海中(zhong)走路的(de)孩(hai)子,以(yi)(yi)前只(zhi)能眼睜睜看著小孩(hai)在(zai)人(ren)群(qun)中(zhong)走丟,現在(zai)可以(yi)(yi)實時(shi)監測小孩(hai)周圍的(de)環境,在(zai)發現異常時(shi)及(ji)時(shi)給出(chu)警報。”張慶君給出(chu)一個比喻。
其次,海(hai)洋二號B星裝有海(hai)洋浮標(biao)測量數據收(shou)集系統(tong)(DCS)。這套(tao)系統(tong)可用于接收(shou)、存儲和轉(zhuan)發我國近(jin)海(hai)及其他海(hai)域的浮標(biao)測量數據,既(ji)能提高(gao)浮標(biao)數據傳送(song)的實效(xiao)性,又(you)可以通過數據間(jian)比對校正(zheng),提升(sheng)衛星數據的精度(du)。
此外,為了獲取(qu)高(gao)精度(du)海面高(gao)度(du)數據,海洋二號B星(xing)首(shou)次使用了銣原子鐘(zhong)這一高(gao)精度(du)星(xing)載授時(shi)系統,衛(wei)(wei)星(xing)將具備(bei)高(gao)穩(wen)定性(xing)的時(shi)間頻率信號,且在衛(wei)(wei)星(xing)整個壽命期內不需(xu)要校準,減小了由于時(shi)鐘(zhong)漂移帶來(lai)的測量(liang)誤(wu)差。
在繼(ji)承海洋(yang)二號A星(xing)技術優點的基礎上(shang),海洋(yang)二號B星(xing)有了明顯進(jin)步,將成為(wei)海洋(yang)環境監測(ce)和資(zi)源開(kai)發應用的“千(qian)里眼”“多面手(shou)”和“導航燈”。
兩年交卷 數字化設計的典范
從衛星立項(xiang)到(dao)正式(shi)入軌工作(zuo),海洋二號B星團(tuan)隊僅僅用兩年(nian)時(shi)間就交上了完美的答卷,其中,航天器的數字化(hua)集成(cheng)技術功(gong)不可沒(mei)。
在海洋二號A星研(yan)制(zhi)經驗的基礎上,海洋二號B星的研(yan)制(zhi)過程繼續(xu)推進衛星平臺標準化(hua)、通用(yong)化(hua)設(she)(she)計工(gong)作。衛星全面采用(yong)航天(tian)器數(shu)字集成(cheng)設(she)(she)計系統,搭建了衛星數(shu)字化(hua)總體設(she)(she)計應用(yong)平臺,實現了衛星設(she)(she)計、生產、試驗協(xie)同工(gong)作,并利用(yong)數(shu)字分析和仿真優化(hua)流程,讓衛星實現了方(fang)案設(she)(she)計向正樣生產的一步(bu)跨越。
“海(hai)洋(yang)二號系(xi)列衛星可謂是航天器數字化(hua)(hua)設計的(de)探路(lu)者和先(xian)行(xing)者,有效(xiao)促進了我國衛星研制生產(chan)信(xin)息(xi)化(hua)(hua)水平的(de)提升。”張慶(qing)君說(shuo)。
兩(liang)年(nian)間,讓(rang)衛星試驗團隊最難以忘懷的(de)經歷,要(yao)數歷時(shi)兩(liang)個月(yue)的(de)衛星電磁兼容測試。
衛星(xing)電磁兼(jian)容(rong)主管設計師(shi)程(cheng)麗麗表示(shi),海洋二(er)號(hao)B星(xing)繼承(cheng)了海洋二(er)號(hao)A星(xing)射頻(pin)種類多、頻(pin)率跨越大、外(wai)部天線(xian)多等(deng)特點,電磁環(huan)境十分(fen)復雜。此外(wai)衛星(xing)新增的AIS、DCS兩項(xiang)載(zai)荷(he)都是高(gao)靈敏度接(jie)收系統,工作頻(pin)段(duan)低、靈敏度高(gao),這使整(zheng)星(xing)電磁兼(jian)容(rong)的要(yao)求“達到(dao)了前所未有的高(gao)度”。
針對(dui)(dui)這一(yi)問題,衛星(xing)團隊的應對(dui)(dui)思路十分清晰:提高(gao)抗(kang)干(gan)擾(rao)能力、切斷干(gan)擾(rao)途(tu)徑和(he)消除(chu)干(gan)擾(rao)源(yuan)。在(zai)衛星(xing)構型(xing)和(he)布局設計時,團隊就為(wei)AIS、DCS安排了“黃金寶地”,遠離(li)其他星(xing)載設備帶來(lai)的輻射干(gan)擾(rao);在(zai)總裝實(shi)施(shi)時,團隊需要對(dui)(dui)電磁(ci)兼容處(chu)理工藝(yi)反復研究,對(dui)(dui)不同處(chu)理方法達到的效果進行對(dui)(dui)比(bi)分析,不滿足要求的設計立即在(zai)現(xian)場推(tui)倒重來(lai)。
“這期間反(fan)反(fan)復(fu)復(fu)多(duo)次調整,若沒有數字化設計(ji)貫穿其中打通設計(ji)、測試、生產的全(quan)流程,海洋二號B星不可能在兩(liang)年時間完成。”衛(wei)星總體(ti)總裝設計(ji)師王濤體(ti)會頗深。
歷(li)經“史(shi)上最難(nan)”的(de)(de)電(dian)磁兼(jian)容測試,海洋(yang)二(er)號衛星團隊(dui)深(shen)知,在可以(yi)預期(qi)的(de)(de)未來,隨著海洋(yang)二(er)號C星、D星項目的(de)(de)推(tui)進(jin),電(dian)磁兼(jian)容測試必將刷新“最難(nan)”的(de)(de)紀(ji)錄,但是依(yi)靠科(ke)學的(de)(de)設計方法(fa)和(he)數字化的(de)(de)研制流程(cheng),困(kun)難(nan)必將一一克服(fu)。
開啟組網 加強海洋國際合作
一(yi)直以(yi)來,我(wo)國十分重視(shi)海(hai)洋(yang)衛星及其探測技術(shu)的發展,習(xi)近平(ping)總書(shu)記(ji)曾表示,要進一(yi)步關心海(hai)洋(yang)、認識海(hai)洋(yang)、經略(lve)海(hai)洋(yang),推動我(wo)國海(hai)洋(yang)強國建設(she)不(bu)斷取得新成就。
目前(qian),我國已(yi)形成了以(yi)海(hai)洋(yang)一號(hao)系(xi)列(lie)(lie)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)、海(hai)洋(yang)二號(hao)系(xi)列(lie)(lie)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)及高分(fen)三號(hao)系(xi)列(lie)(lie)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)為代表的(de)海(hai)洋(yang)水色、海(hai)洋(yang)動力(li)環境(jing)及海(hai)洋(yang)監視(shi)監測系(xi)列(lie)(lie)衛(wei)(wei)(wei)星(xing),建(jian)立起了具有優勢互補特點的(de)海(hai)洋(yang)遙感衛(wei)(wei)(wei)星(xing)觀測體系(xi),并已(yi)發揮了顯(xian)著的(de)社會和經濟效益。
海洋二號(hao)B星主任設計(ji)師劉(liu)紅(hong)雨介紹,此前海洋二號(hao)A星每天可覆蓋全球90%以上(shang)的海域(yu),其獲取的數據資(zi)料經過評定產(chan)品質(zhi)量達到了國際同(tong)類的先進水平,在(zai)諸(zhu)多海洋應(ying)用發揮(hui)了重要(yao)作(zuo)用。例(li)如,其高度計(ji)產(chan)品已應(ying)用于法國空間署(shu)的相關業務中,散(san)射(she)計(ji)產(chan)品已被歐洲氣象衛星應(ying)用組(zu)織(zhi)采(cai)用,也在(zai)美國國家(jia)海洋與大氣管理局對臺風桑迪的監測中發揮(hui)了重要(yao)作(zuo)用。
在海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)二號B星(xing)(xing)入(ru)(ru)軌(gui)后(hou),未來還有兩顆傾斜軌(gui)道的(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)觀測(ce)(ce)衛星(xing)(xing)海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)二號C星(xing)(xing)、D星(xing)(xing)升入(ru)(ru)太空,這(zhe)三(san)顆衛星(xing)(xing)將組成海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)動力環境監測(ce)(ce)網,它們每6個小時就可(ke)以覆蓋全球90%以上的(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)域,形成高精(jing)度、大寬(kuan)幅、快(kuai)重訪的(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)觀測(ce)(ce)能力。
海(hai)(hai)洋二號B星打響了國(guo)家海(hai)(hai)洋動力環境監測網的頭陣,將(jiang)在海(hai)(hai)洋防災減災、海(hai)(hai)洋環境預報、海(hai)(hai)洋資(zi)源(yuan)開發(fa)(fa)、海(hai)(hai)洋科學研究及國(guo)際合作等領域發(fa)(fa)揮更加重(zhong)要的作用,助力智慧海(hai)(hai)洋建設發(fa)(fa)展。
此外,海洋(yang)二(er)號B星(xing)還將為“一(yi)帶一(yi)路(lu)”沿線海上經貿(mao)發展提供基礎環境(jing)信息,穩步(bu)推進(jin)(jin)海上絲(si)路(lu)海洋(yang)防(fang)災(zai)減(jian)災(zai)國際合(he)作,進(jin)(jin)而服務好“一(yi)帶一(yi)路(lu)”建設。
張慶君(jun)表示,人類(lei)社會(hui)的可(ke)持續發(fa)展(zhan)必(bi)然越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多(duo)地(di)依(yi)賴(lai)海(hai)洋(yang)(yang),海(hai)洋(yang)(yang)也將為人類(lei)社會(hui)的繁榮(rong)和發(fa)展(zhan)作出越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)大(da)的貢獻(xian)。海(hai)洋(yang)(yang)二號系列衛(wei)星(xing)肩(jian)負著重(zhong)要的使命,他和他的團(tuan)隊也將不(bu)斷尋求創(chuang)新,為海(hai)洋(yang)(yang)發(fa)展(zhan)持之以(yi)恒地(di)努力。
【責任(ren)編(bian)輯:李(li)巨堯】
