中新網(wǎng)上海新聞電 (韓燦鋒 鄭瑩瑩)11月15日，一柱耀眼的火光從晉西北高原騰空而起，中國長征四號(hào)運(yùn)載火箭將風(fēng)云三號(hào)04星成功送入太空。

“成像儀家族”增添新成員

微波成像儀具有遙感通道多、頻率覆蓋寬、靈敏度高、定標(biāo)精度高等特點(diǎn)，它是中國國內(nèi)首次自主研制的星載被動(dòng)式微波遙感載荷，也是航天科技集團(tuán)八院承擔(dān)研制工作的第一個(gè)衛(wèi)星有效載荷。主要用于監(jiān)測和獲取水文參數(shù)，為災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)、暴雨診斷、環(huán)境監(jiān)測等提供重要服務(wù)。

至今，微波成像儀已經(jīng)成功地應(yīng)用于3顆風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星，B星微波成像儀已成功在軌運(yùn)行7年，C星微波成像儀已在軌正常運(yùn)行4年2個(gè)月，應(yīng)用成果顯著。

2013年1月初，中國的極地科考船“雪龍?zhí)?rdquo;被困南極，利用風(fēng)云三號(hào)微波成像儀探測數(shù)據(jù)分析得出了雪龍?zhí)柋焕У目陀^原因是所在海域海冰覆蓋與歷年同期相比異常增多，并從氣候角度上給出了該海域海冰覆蓋變化的總體趨勢。

2017年2月21日，全國各地大幅降溫，京、豫、魯?shù)鹊仄战荡笱芍袊鴼庀缶诌\(yùn)用風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星微波成像儀探測數(shù)據(jù)制作的積雪深度圖通過CCTV1晚間新聞節(jié)目發(fā)布，從氣候角度上給出了降雪預(yù)警信息并實(shí)時(shí)監(jiān)測積雪深度，微波成像儀又一次及時(shí)提供并展示了有效的氣象數(shù)據(jù)。

風(fēng)云三號(hào)D星微波成像儀是工作于太陽同步軌道的微波遙感載荷，具有10個(gè)遙感通道、探測頻率覆蓋10-89GHz、探測靈敏度優(yōu)于0.4K、定標(biāo)精度優(yōu)于1K，性能與美國DMSP遙感衛(wèi)星載荷相當(dāng)，達(dá)國際先進(jìn)水平。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星作為國際氣象組織組網(wǎng)衛(wèi)星之一，其微波成像儀為全球氣象研究和提高全球天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，提供有效信息數(shù)據(jù)。

風(fēng)云三號(hào)D星微波成像儀的成功在軌運(yùn)行，使成像儀家族增添新的成員，微波成像儀長期全天候的監(jiān)測了全球液水路徑、水汽含量、地表發(fā)射率、地表溫度等主要大氣產(chǎn)品和地表定量產(chǎn)品。微波成像儀靈敏度高，定標(biāo)精度高，已經(jīng)為國家氣象事業(yè)貢獻(xiàn)了近1.8T的科學(xué)數(shù)據(jù)，將遙感數(shù)據(jù)源源不斷地匯集到國家衛(wèi)星氣象中心，為氣象事業(yè)、為防災(zāi)減災(zāi)、為國泰民安做出了巨大貢獻(xiàn)，為全球氣候研究、氣象研究、提高模式預(yù)報(bào)精度提供了十分寶貴的資料。

“三代航天人”筑夢成真

憶往昔，1994年，當(dāng)時(shí)風(fēng)云三號(hào)的主要載荷之一微波成像儀只有歐美兩家可以實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)，其系統(tǒng)之復(fù)雜、技術(shù)難度之高，不僅在中國屬于首創(chuàng)，在世界上也是首屈一指。原計(jì)劃從國外進(jìn)口，歐空局開價(jià)6000多萬歐元，價(jià)格昂貴，因此考慮走引進(jìn)仿制之路，計(jì)劃以國外合作項(xiàng)目為支撐。但外方遲遲不能交付，一直到2000年底，還沒有交付原理樣機(jī)。

面對遲遲不來的樣機(jī)，面對重重的研制壓力，怎么辦？“走自主研發(fā)道路！”時(shí)任風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星工程總師孫敬良痛下決心，并且明確要求：“微波成像儀必須在正樣階段趕上風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星工程的整體進(jìn)度。”在以孫敬良、孟執(zhí)中為代表的老一輩航天人支持下，八院813所(電子所前身)成立第二研究室，專門攻克微波成像儀。陳衛(wèi)英，是和微波成像儀一起“成長”的老師傅。“九十年代，手頭沒有任何資料可以借鑒，網(wǎng)絡(luò)又不如現(xiàn)在這么發(fā)達(dá)，于是，我們就埋進(jìn)圖書館，人工搜索相關(guān)文獻(xiàn)資料。終于在文獻(xiàn)中找到一份彩色的遙感模擬彩圖。沒有彩色復(fù)印機(jī)，我就騎著自行車，來回一個(gè)小時(shí)，從天寶路專門騎行到四川北路去彩色復(fù)印，這才有了第一張彩色的遙感參考圖”，回憶起那段過往，陳師傅說。

據(jù)陳師傅回憶，因?yàn)檎n題困難，大家都打起了退堂鼓，20多人的課題組只剩下6個(gè)人，有的轉(zhuǎn)戰(zhàn)其它型號(hào)，有的跳槽。“我們拼也要把微波成像儀拼出來！”當(dāng)時(shí)的帶頭人呂利清一直激勵(lì)著大家。也正是在老一輩航天人的支持、鼓勵(lì)下，面對經(jīng)費(fèi)緊張、時(shí)間緊迫、技術(shù)難度大、指標(biāo)要求高等困難，他們頂住了壓力。但微波成像儀的重量問題又成了課題組的“攔路虎”。按照方案，微波成像儀必須包括探測頭部、中央處理器、掃描驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制器等多個(gè)功能模塊，整機(jī)重量將達(dá)到150公斤左右。風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星總體一開始分配給微波成像儀載荷的重量只有70公斤，電子所微波成像儀技術(shù)負(fù)責(zé)人呂利清為了爭取重量指標(biāo)，從總體主任設(shè)計(jì)師到主管有效載荷的副總設(shè)計(jì)師找了個(gè)遍，前后協(xié)調(diào)了好幾個(gè)月，總體的重量指標(biāo)從一開始的70公斤增加到80公斤，最后增加到了100公斤，后面無論再怎么協(xié)商，總體都不肯再增加重量指標(biāo)。但是對微波成像儀而言，雖然重量指標(biāo)從70公斤增加到了100公斤，但還是不行。

“我要打官司！”萬般無奈的呂利清一頭沖到了工程總設(shè)計(jì)師孫敬良的面前。呂利清站在孫敬良面前，向?qū)O敬良匯報(bào)了微波成像儀現(xiàn)在遇到的重量難題。看著眼前這個(gè)情緒激動(dòng)的青年人，孫敬良一面和藹地讓年輕人坐下，一面伸手拿過他手里的資料，認(rèn)認(rèn)真真地看了起來。孫敬良用衛(wèi)星工程系統(tǒng)間為數(shù)不多的余量全力支持國產(chǎn)微波成像儀的研制工作。沒過多久，微波成像儀的重量指標(biāo)放寬到了150公斤，國產(chǎn)化的研制工作迅速地走上了正軌。經(jīng)過1000多個(gè)日日夜夜的奮戰(zhàn)，2004年，“最痛苦”的第一臺(tái)微波成像儀模樣機(jī)問世，性能指標(biāo)滿足風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星的全部要求，并且一舉突破了所有的關(guān)鍵技術(shù)，為后面初樣和正樣的研制工作掃清了技術(shù)障礙。

如今風(fēng)云三號(hào)D星微波成像儀的研制工作已由一群70、80后的設(shè)計(jì)師成為主力軍。為了做好微波成像儀的動(dòng)平衡試驗(yàn)，在動(dòng)平衡試驗(yàn)廠房里，副主任設(shè)計(jì)師翁藝航連續(xù)奮戰(zhàn)72小時(shí)，困了、累了就在試驗(yàn)桌下稍事休息；整機(jī)高溫老練通宵試驗(yàn)時(shí)，陳衛(wèi)英、邢瑞先、萬國愚等放棄了許多休息時(shí)間，加班加點(diǎn)，在試驗(yàn)室奮戰(zhàn)。印象最深的還是2016年7月19日，那天上午雷電交加，暴雨，大暴雨，風(fēng)云三號(hào)D星微波成像儀趕去702所做電子組裝筒減半振動(dòng)試驗(yàn)，整星計(jì)劃表已經(jīng)是倒逼的最終節(jié)點(diǎn)，容不得半點(diǎn)拖延，時(shí)間緊迫，電子所的設(shè)計(jì)人員冒著大雨，在確保產(chǎn)品和人員安全的情況下，產(chǎn)品如期到達(dá)試驗(yàn)場地。而接下來的天氣高溫驟升，酷暑難擋，702所振動(dòng)間沒有降溫設(shè)備，室內(nèi)溫度達(dá)到了34.2℃，“桑拿天”里大家汗流浹背，但每位成員仍堅(jiān)守在自己的崗位上，兢兢業(yè)業(yè)地完成試驗(yàn)任務(wù)。

奮起直追實(shí)現(xiàn)新跨越

隨著衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù)的日漸成熟，以及有效載荷直接面向用戶的特點(diǎn)，衛(wèi)星總體與載荷的關(guān)系發(fā)生了深刻變化，即從原先的載荷適應(yīng)平臺(tái)向載荷選擇平臺(tái)、載荷決定平臺(tái)的方向發(fā)展。

回顧微波有效載荷的發(fā)展，電子所副所長劉偉亮深有感觸，在“十一五”后期電子所有效載荷很多想法屬于空中樓閣，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑需要摸索尋覓；“十二五”電子所埋頭苦干，取得了一批豐碩成果，諸如一體化微波成像探測儀等載荷轉(zhuǎn)入型號(hào)研制；“十三五”伊始，八院電子所新研產(chǎn)品逐步應(yīng)用并搶占市場。一體化微波成像探測儀將應(yīng)用于風(fēng)云三號(hào)(03批)衛(wèi)星上，探測要素及性能指標(biāo)均大幅提高；背景預(yù)研項(xiàng)目新型探測儀將作為風(fēng)云四號(hào)微波星的主載荷，填補(bǔ)當(dāng)今世界在地球靜止軌道微波遙感領(lǐng)域的空白；后續(xù)太赫茲探測儀等滿足不同需求的新載荷都在朝著星載應(yīng)用的方向努力前行。(完)