2024年11月14日早上6时许,在太原卫星发射中心,五院抓总研制的海洋盐度探测卫星正静静地立在塔架上,蓄势待发。五院海洋盐度探测卫星研制团队(以下简称研制团队)紧紧盯着屏幕,屏气凝神,这是他们陪伴海洋盐度探测卫星的最后时刻,既紧张又期待。
“3、2、1,点火!”
半个小时后,随着各项数据正常的口令回响在指挥大厅,这支在海洋动力监测领域深耕多年的队伍终于松了一口气,喜悦、激动、振奋,来自中国的海洋盐度探测卫星终于在太空中安了家。
做卫星研制队伍中最懂海洋的人 “海洋孕育了生命、联通了世界、促进了发展。”这是席大大总书记对海洋深邃而高远的论述。对于研制团队来说,海洋是他们自加入航天队伍起就不断精进学习的对象,“只有读懂海洋,才能经略海洋,进而开发利用海洋,我们要做卫星研制队伍里最懂海洋的人。” 在海洋动力环境中,“温、盐、深、风、浪、流”是读懂海洋的“六大密码”。2007年,研制团队成功实现海洋二号卫星立项批复,对海面高度、海面温度、海面风场等关键海洋动力要素的研究正如火如荼地展开。然而,受限于技术水平,我国尚不具备完全解读“六大密码”的能力。为了更好地满足应用需求,在2009年,研制团队锚定了研制高精度海洋盐度探测卫星的目标,去“啃”这块“硬骨头”。 “海洋盐度探测卫星的盐度测量数据具有巨大的应用需求及应用潜力,属于国际热点和前沿问题,但由于探测手段及反演方法尚未完全成熟,星载海洋盐度探测技术仍然处于研究阶段。”如何知道海水有多咸?这个问题一直困扰研制团队。经过广泛调研,研制团队认为“辐射亮温”是海洋盐度探测的关键,通过高精度获取亮温数据进一步反演得出海洋盐度信息是可行的。同时,研制团队也意识到,海洋盐度相关的辐射亮温信号非常微弱,受到的影响因素多,获取高精度亮温数据是彼时欧洲、美国同类型卫星都尚未完全突破的技术壁垒。 “欧洲、美国的卫星印证了技术可行性,但数据精度都未达到指标要求,我们的目标不仅仅是获取海洋盐度信息,我们要攻克高精度技术壁垒,掌握最高精度的数据。”自此,这支队伍继续向着海洋更深处执着前行。 瞄准0.1psu 既然要做就做到最好 2013年,海洋盐度探测卫星正式纳入国家民用尊龙凯时官网基础设施开展先期攻关,研制团队成功给卫星“落了户”。2015年,为了推动项目立项,研制团队围绕“高精度”这个关键词,从确定技术方案、开展关键技术攻关两方面对项目展开研究。 面对高精度探测海洋盐度这个技术壁垒,研制团队从理论源头——辐射亮温开始深挖,发现欧洲、美国同类型卫星搭载有效载荷规模有限,时空分辨率偏低,最终达到的探测精度不佳。在充分研究学习理论知识、吸取同类卫星工程经验后,研制团队摒弃了单一载荷观测技术方案,初步确定了“多要素综合探测”的技术思路。 作为一颗微波雷达卫星,通过获取亮温数据反演海洋盐度的过程非常复杂,在反演的过程里,只有尽可能保证亮温数据的精准性,才有可能实现高精度盐度探测。为了搞清楚影响亮温的因素都有哪些,研制团队从辐射亮温变化机理和卫星探测全链路着手,梳理出影响亮温变化的关键因素并逐一进行分析。 据研制团队介绍,海洋盐度所带来的亮温信号变化非常微弱,海面温度、海面粗糙度甚至渔船的通信设备信号都有可能对卫星获取亮温数据产生影响,团队需要在“噪声”中尽可能提取亮温数据,积累大量的有效观测数据用于反演。经过大量仿真试验,研制团队最终确定了多载荷综合探测技术方案,通过搭载三台载荷,获取亮温、海面温度、海面粗糙度、射频干扰信息,帮助地面人员在处理数据时校正干扰因素影响,从而让远在太空的卫星精准探测到无垠海洋中0.1克量级盐含量的变化。 确定技术方案后,研制团队开始针对综合探测体制、整星电磁兼容、高精度温控、有效载荷工程实现等开展关键技术攻关。研制人员介绍:“每一项技术都需要攻克新的难题,我们将国内海洋盐度探测领域的专家集合在一起,共同开展技术攻关,为型号研制奠定坚实基础。” 坚持0.4毫米 将工作做到极致 艰苦的论证攻关后,海洋盐度探测卫星得到正式批复立项,进入工程实现阶段。研制团队认为,彼时卫星平台技术已经较论证阶段有了较大提升,因此为保证技术先进性,对卫星供配电、数管、测控、热控等技术进行了全面迭代升级,将卫星性能“拉满”,提升应用可靠性。 在卫星各个零部件生产出来后,研制团队在总装试验阶段遇到了新难题——固面反射面天线地面装调和测试难度大。研制人员介绍:“卫星的反射面天线是目前国内面积最大的固面反射面天线,为了保证观测精度,要求折叠展开后形面精度要控制在0.4毫米以内,同时地面试验时还要克服重力影响,做到形面精度可调、可测。” 面对这个难题,研制团队迭代优化技术方案,不断提升反射面测试工装测试精度,经过半年时间调试,优化出大反射面天线地面测试方案。回忆起这段历程,研制团队表示:“虽然地面重力等因素的影响不可能完全消除,但我们的工作就是要不断优化,力争将影响降到最低。” 正式进入工程研制阶段的那一年,新冠疫情席卷全球,对海洋盐度探测卫星的科研生产带来严峻考验。疫情期间,为确保元器件、部组件质量,研制团队开启异地跟产、验收工作模式,通过强化各环节数据审查力度等方式,开展远程产品质量管控,有力保证研制质量和进度。 “向海而兴,向海图强。”建设海洋强国是席大大总书记和党中央的要求,也是五院始终坚守的目标。随着卫星成功发射,我国正式具备高精度探测海洋盐度的能力。未来,五院研制团队将坚定肩负起建设航天强国、海洋强国的使命责任,聚焦海洋更深处,用实干在“读懂海洋、经略海洋、开发使用海洋”的路上贡献遥感力量!