风云系列卫星

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风云系列卫星中国气象卫星,由上海航天技术研究院研制,主用户为中国气象局,目前有地球静止轨道风云二号E、F、G星、风云四号A星太阳同步轨道风云三号A、B、C星7颗卫星在轨运行。中国地球静止气象卫星预定的定点位置有三个:105ºE、86.5ºE和123.5ºE,其中105ºE为业务卫星的定点位置,其他两个位置一般用于备分星或准备废弃卫星的位置。[1]

风云系列卫星已被世界气象组织列入全球業務應用氣象衛星序列。

风云一号气象卫星[编辑]

风云一号气象卫星中国研制的第一代太阳同步轨道气象卫星。卫星可以向世界各地云图接收站发送实时的卫星云图,还可以对海洋水色进行探测和对海温进行遥感研究;卫星上携带有空间粒子成分监测器,可对空间环境进行研究。

01批卫星(试验型)
  • 风云一号A卫星(01星)在1988年9月7日发射升空,后出现了控制系统故障,只工作了39天。
    • 太阳同步轨道,轨道高度901公里,倾角99°,周期102.8分钟。
    • 卫星质量750千克,主体为1.4×1.4×1.2米六面体,连同天线和太阳电池阵展开尺寸为1.76×8.6米。
    • 卫星姿态采用三轴稳定对地定向控制。
    • 有效载荷有五通道红外和可见光扫描辐射计、数据收集系统、空间环境检测器等。
  • 风云一号B卫星(02星)在1990年9月3日发射升空,后出现了控制系统故障,只工作了158天。
02批卫星(业务型)
  • 风云一号C卫星(03星)在性能上作的较大改进,卫星总质量为958公斤,轨道高870公里,倾角为98.8度,卫星主体呈立方体,长2.02米,宽2米,高2.215米,设计寿命为2年。该卫星于1999年5月10日发射升空,并超期服役,到2005年的工作依然正常,被列入世界气象业务应用卫星的序列。2007年1月,西昌衛星發射中心发射了一枚开拓者一号火箭,该反卫星导弹将已退役的风云一号C卫星摧毁[2]。(参看2007年中国反卫星导弹试验
  • 风云一号D卫星(04星)从2000年开始正样设计,其在继承了风云一号C卫星的成功经验及技术的基础上,对其技术状态作了14项改进,以进一步提高其稳定性。该卫星的质量为963公斤,于2002年5月15日在太原卫星发射中心长征四号乙运载火箭发射升空[3],至2010年仍在轨运行,超期服役6年多。[4]

风云二号气象卫星[编辑]

FY-2E拍攝印度洋兩個氣旋

风云二号气象卫星中国研制的第一代地球静止轨道气象卫星,采用自旋稳定的東方紅二號平台。其主要任务是对地观测,每小时获取一次对地观测的可见光、红外线和水汽的云图。被世界气象组织列入全球观测业务系统中全球静止卫星星座的业务星。

01批卫星(试验型)
  • 风云二号第一颗卫星(01星)于1994年4月2日在西昌卫星发射中心进行发射前的最后一次厂房测试时因系统泄漏而突然爆炸起火,导致卫星被毁,设备、厂房等也都被损毁。[5][6]事故中有1位工作人员遇难[7],包括神舟飞船总设计师戚发轫[8]在内的约20至30人受伤。[9][10]
  • 风云二号A卫星(02星)主体呈圆柱体,直径2.1米、高1.606米。发射时质量为1369公斤。卫星于1997年6月17日定位于东经105度的地球静止轨道,自旋稳定,设计寿命3年。1997年6月21日获取第一张可见光云图,1997年7月13日获取第一张水汽、红外云图。
  • 风云二号B卫星(03星)于2000年6月25日由长征三号运载火箭西昌卫星发射中心发射升空。11月1日进入业务试运行。
02批卫星(业务型)
03批卫星(业务型)
  • 风云二号F卫星(07星)于2012年1月13日由长征三号甲运载火箭西昌卫星发射中心发射升空。进一步提高了红外通道、水汽通道和可见光通道的探测性能。
  • 风云二号G卫星(08星)于2014年12月31日9时02分,由长征三号甲运载火箭西昌卫星发射中心发射升空。2015年1月8日13点,正式获取了第一幅可见光云图,杂散光问题大大减少。自2015年7月1日开始定点于东经105度赤道上空地球静止轨道,接替风云二号D,目前的主业务卫星。

风云三号气象卫星[编辑]

风云三号气象卫星中国研制的新一代极地轨道气象卫星,主要用于有关大雾、冰凌、积雪覆盖、水情、火情等方面的监测服务。風雲三號氣象衛星采用SAST3000平台,發射質量為2,353千克,设计寿命3-5年[12],尺寸為4.46米×10米×3.79米。2000年9月,国家批准风云三号卫星立项。

01批卫星(试验型)
  • 风云三号A卫星(01星)于2008年5月27日由长征四号乙运载火箭太原卫星发射中心发射升空[13],并于2008年5月29日获取第一轨可见光图像,其上装在有中分辨率光谱成像仪[14]。目前风云三号已被纳入了国际新一代极轨气象卫星网络。[13]
  • 风云三号B卫星(02星)于2010年11月5日2时37分在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射,观测全球气象。其位置、运行轨道等参数都与A星相同。[15]这也是中国“长征”系列运载火箭第134次航天飞行,並於2011年5月26日正式投入使用[16]。現与风云三号C星一起协同工作,目前的主业务卫星。
02批卫星(业务型)
  • 风云三号C卫星(03星)于2013年9月23日上午11时07分在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射,设计寿命5年。[17]目前的主业务卫星。2014年4月,风云三号C星被空间与重大灾害国际宪章纳入值班卫星。
  • 风云三号D卫星(04星)于2017年11月15日2时35分在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射。将接替2010年发射的风云三号B卫星,开展下午时间的全球对地综合观测。风云三号D搭载了红外高光谱大气垂直探测仪,采用了目前国际上最先进的傅里叶干涉探测技术,可以提高大气温度和大气湿度廓线反演精度1倍以上,提升中长期数值天气预报有效时效延长2-3天。风云三号D是目前中国光谱测量通道最多的卫星,测量通道达近7000个。[18]

风云四号气象卫星[编辑]

风云四号气象卫星中国新一代地球静止轨道气象卫星,可实现天气分析和预报、短期气候预测、环境和灾害监测等应用服务。与“风云二号”相比,在性能上将大為提高,观测精度,观测要素,观测效率、产品种类和数量、应用领域等明显增加,當中的静止轨道微波大气探测技术是世界首創,是世界上性能最先进的气象卫星。[19][20]

风云四号计划发展光学和微波两种类型的卫星,光學型衛星發射質量5,400千克,微波型衛星發射質量3,200千克。[12]卫星使用全新研制的SAST5000平台,主体呈六面柱体,设计寿命7年,采用单面丁字型二次展開太陽能帆板,有別於传统卫星的双翼太陽能帆板。[21]与风云二号卫星采用的自旋稳定不同,风云四号采用三轴稳定,让卫星的有效载荷始终对准需要观测的目标,从而将观测效率提高近20倍。[22]

光學型衛星装载四种先进有效载荷:「多通道扫描成像辐射计」、世界首个「干涉式大气垂直探测仪」、全球首批及中国首个「闪电成像仪」和「空间环境监测仪器包」[23][19][22][24]风云四号開創性將「多通道扫描成像辐射计」和「干涉式大气垂直探测仪」同时装载在一枚卫星上[25],解决了多个仪器动力学环境相互干扰等技术问题,突破了「图像定位与配准技术」、「整星微振动抑制技术」、「高精度高稳定度姿态控制技术」等多项关键技术,一改以往国际上須將两种仪器分别装在两颗卫星上的做法。[26]

「图像定位与配准技术」使卫星图像定位与配准精度达到1像元,即使在36000公里静止轨道对地球观测,误差亦可控制在1公里之内,补偿效率到达98.8%;扫描辐射计技术能感知地面温度0.1℃的变化,絕對誤差少於1℃,兩項指標与美国的GOES-R卫星相当。[27]风云四号闪电成像仪能一秒钟拍摄500张闪电图,实现区域闪电频次和强度探测功能,对强对流天气进行监测与跟踪,提供闪电灾害预警[28]。风云四号可见光空间分辨率由风云二号1.25公里提高到500米,红外高空间分辨率2公里,全圆盘成像时间15分钟,还新增了区域扫描功能,1000×1000公里区域观测能力为1分钟。[29]

风云四号从1994年提出设想,2010年由国家正式批准立项,直到首颗卫星成功发射,共历经22年,是中国历史上投资最多、研制时间最长、技术难度最大的对地遥感卫星。[20][30]

01批卫星(试验型)

参考资料[编辑]

  1. ^ 国家卫星气象中心 FY-2
  2. ^ Analysis: Space war debate takes new turn(英文)
  3. ^ “风云一号D”和“海洋一号”卫星上午发射成功
  4. ^ 风云三号A星、风云一号D星在轨长期稳定运行
  5. ^ 几代航天人奋斗的梦想——"风云二号"扫描辐射计研制片段. 新华网. 2009-09-05. 
  6. ^ 新中国的气象卫星事业. 中国气象局. 
  7. ^ 反复试验 攻克难关. 中国气象局. 
  8. ^ 戚发轫:难忘1994年卫星大爆炸中受伤住院40多天. 新华网. 2010-07-15. 
  9. ^ Feng Yun 2 Earth Observation System. Federation of American Scientists (英语). 
  10. ^ Brian Harvey. China's space program: from conception to manned spaceflight. Springer. 2004 (英语). 
  11. ^ 风云二号E星完成在轨测试
  12. ^ 12.0 12.1 [现场直击]风云4号卫星设计指标达顶尖水平. 网易. [2016-11-17]. 
  13. ^ 13.0 13.1 我国风云三号B星将于2010年发射
  14. ^ 风云三号A星天气气候环境灾害监测初显身手 积雪水体冰凌火情大雾尽收“眼”底
  15. ^ 我国成功发射第二颗风云三号气象卫星. 科学网. 2010-11-05 [2010-11-05]. 
  16. ^ 风云三号B气象卫星正式投入使用. 国家航天局. 2011-05-26 [2011-06-20]. 
  17. ^ 国家卫星气象中心. 风云三号03星成功发射. [2013-10-25]. 
  18. ^ “风云三号D卫星发射成功 可延长天气预报时效2-3天”,澎湃新闻,2017-11-15 07:32
  19. ^ 19.0 19.1 揭秘当今最先进气象卫星:“风云四号”的“独门特技”. 中国气象报社. 2016-12-11 [2016-12-17]. 
  20. ^ 20.0 20.1 当今最先进的气象卫星在西昌发射成功. 中国气象报社. 2016-12-11 [2016-12-17]. 
  21. ^ 我国第二代静止轨道气象卫星“风云四号”将于下半年发射. 新华社. 2016-04-23 [2016-12-11]. 
  22. ^ 22.0 22.1 观天象知冷暖,“风云”卫星添“新丁”——解码风云四号卫星. 新华社. 2016-12-11 [2016-12-11]. 
  23. ^ 包括三台高能粒子探测器、三轴磁通门磁强计、卫星辐照计量仪、充电电位测量仪与环境远置单元,共计7台单机21件产品,可开展磁场探测、粒子的方向探测、充电电位和辐照剂量监测等多种空间环境试验。
  24. ^ 空间环境监测仪器包随风云四号成功飞天. 中国科学院国家空间科学中心. 2016-12-12 [2016-12-17]. 
  25. ^ 技物所为“风云四号”气象卫星打造“超级慧眼”. 中国科学院上海技术物理研究所. 2016-12-14 [2016-12-17]. 
  26. ^ 风云四号卫星研制试验完成 将于年底发射. 中国航天报. 2016-10-19 [2016-12-11]. 
  27. ^ “风四”研制者:两大绝招给地球拍照提供最稳“三脚架”. 中国新闻网. 2016-12-11 [2016-12-17]. 
  28. ^ 28.0 28.1 中国成功发射风云四号卫星. 中国新闻网. 2016-12-11 [2016-12-11]. 
  29. ^ 评论|壮哉!“风云四号”,大国重器!. 中国气象局微博. 2016-12-12 [2016-12-17]. 
  30. ^ 风云纪事丨上海航天为国铸星,七年攻关成就风云四号. 上观. 2016-12-11 [2016-12-17]. 
  31. ^ 中国风云四号气象卫星发射成功 可秒拍500张图. 新华社. 2016-12-12 [2016-12-17]. 
  32. ^ 风云四号01星成功定点 正式命名为风云四号A星. 中国气象报社. 2016-12-17 [2016-12-18]. 

外部連結[编辑]