黃增強

2023年4月16日，我國首顆低傾角軌道降水測量衛(wèi)星——風(fēng)云三號G星發(fā)射成功，這顆衛(wèi)星被稱為“降水星”。

“降水星”，顧名思義就是探測降水的衛(wèi)星。風(fēng)云三號G星之所以被稱為“降水星”，是因為它能通過雙頻主動降水測量雷達、微波降水遙感和紅外降水估計，對全球范圍內(nèi)的降水形勢進行實時監(jiān)測，高精度的、全時段的、全天候的監(jiān)測和測量有效提高了氣象預(yù)報的準確性與可靠性，為預(yù)防洪澇、干旱、冰雹、臺風(fēng)等氣象災(zāi)害提供了有力支撐。

“降水星”身懷哪些獨門絕技呢？

一是對降水進行“CT（計算機層析成像）”掃描，讓毛毛雨無處遁形。風(fēng)云三號G星搭載了我國首套“空中雨量計”——星載Ku、Ka雙頻降水測量雷達，將雷達觀測分辨率和衛(wèi)星觀測范圍廣的優(yōu)勢結(jié)合起來，可通過向大氣發(fā)射無線電磁波信號，實現(xiàn)垂直方向降水的探測。同時，該衛(wèi)星還能利用雷達跨軌方向的掃描能力，實現(xiàn)對水平方向的降水觀測，從而具備自上而下獲取三維結(jié)構(gòu)信息的能力，如同對大氣降水進行“CT”掃描。此外，星載Ku、Ka雙頻降水測量雷達同步工作，可利用不同高度層降水粒子對雷達輻射微波信號反射率不同的特性，區(qū)分雨和雪，并對降水進行精確估計。相比國外同類儀器，其在相同靈敏度下的距離分辨率有了明顯提高。

二是全天時、全天候?qū)ε_風(fēng)暴雨“精準把脈”。風(fēng)云三號G星搭載了一臺全新升級換代的設(shè)備——微波成像儀，首次實現(xiàn)9頻點26通道一體化探測，能夠接收地球大氣10千兆赫～183千兆赫微波輻射能量，并進行全天時、全天候、多極化協(xié)同探測。

三是可俯仰，可掉頭，跳出“太空芭蕾”。風(fēng)云三號G星運行在低軌低傾角的非太陽同步軌道。由于太陽光照條件不斷變化，太陽會定期出現(xiàn)在軌道面的兩側(cè)，有時照射在衛(wèi)星的左側(cè)面，有時照射衛(wèi)星的右側(cè)面。為適應(yīng)低軌低傾角軌道復(fù)雜的光照條件和多變的外熱流，確保衛(wèi)星始終以同一側(cè)面向太陽，從而保證穩(wěn)定的工作環(huán)境，設(shè)計者在姿軌控系統(tǒng)中設(shè)計了自主偏航姿態(tài)機動模式，即當(dāng)太陽光從軌道面的一側(cè)運動到另一側(cè)時，衛(wèi)星將自動轉(zhuǎn)身180°，實現(xiàn)從正飛到倒飛再到正飛的靈活機動掉頭。

四是風(fēng)云三號G星搭載了中分辨率光譜成像儀、全球?qū)Ш叫l(wèi)星掩星探測儀、高精度定標器等獨特裝備。這些裝備可以有效監(jiān)測海上臺風(fēng)內(nèi)部云和雨的發(fā)展過程，為暴雨、暴雪等災(zāi)害性降水提供高精度觀測資料，進一步提高全球數(shù)值天氣預(yù)報效能。

風(fēng)云三號G星是國際上第三顆主動降水測量衛(wèi)星，是我國第二代低軌氣象衛(wèi)星系列風(fēng)云三號的第7顆衛(wèi)星。它是首次采用雙頻主動降水測量雷達與被動微波、光學(xué)遙感相結(jié)合的綜合探測，實現(xiàn)了降水測量從“被動看”到“主動探”的跨越，進一步提高了我國氣象綜合觀測能力。

2023年8月3日，我國又成功發(fā)射了風(fēng)云三號F星，后續(xù)風(fēng)云三號H星、I星、J星也在緊鑼密鼓布置中，預(yù)計到2026年前后，風(fēng)云三號將形成由2顆降水星（風(fēng)三G星和I星）和5顆極軌氣象衛(wèi)星（風(fēng)三D星、E星、F星、H星、J星）組成的星座體系。屆時，風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星將形成星座體系下主被動微波聯(lián)合探測降水業(yè)務(wù)能力，促進我國降水探測能力及預(yù)報準確率的提升，為全球應(yīng)對氣候變化提供支撐。