b体育降水卫星如何给云层做CT扫描？一起来探秘—新闻—科学网
来源：B企业
发表时间:
2024-09-03
4月24日，是我国第八个航天日，本年的主题为 格物致知，叩问天穹 。意义是不停研究事物的道理，而得到更多的常识，提倡泛博公家出格是青少年，行而致知、知而促行，不停摸索宇宙秘密。回首我国航天成长的过程，岂论是载人航天照旧遥感卫星的研发，如许的主题一直贯串此中。不久前，我国于轨景象形象卫星家族中又添加一位新成员，风云三号G星，这颗卫星具备庞大的技能冲破，使我国景象形象研究站上一个新的台阶。
4月16日上午9点36分，风云三号G星于酒泉乐成发射。这是全世界第三颗，我国第一颗专门用来丈量降水的卫星。它将于轨服役至少6年。这颗卫b����星有一个怪异的本领，只有7天就能够完成一遍对于全世界中低纬度地域降水三维层析布局的探测，简朴地说，就是相称在给空中的云层做了一个CT扫描。对于景象形象科学家们来讲，这个CT扫描，将为他们打开一个新的世界。 雨、雪、冰雹等等，这些与降水有关的气候征象，都属在降水卫星的不雅测规模。相识云层中的雨滴空间漫衍以及垂直漫衍的环境，对于降水预告预警都至关主要。我国虽然已经经具备完整的地基降雨不雅测体系，可是没法笼罩海洋以及地形繁杂的山地域域，同时，原本的卫星只能拍摄二维平面云层图象，这给正确猜测降水带来了很年夜的坚苦。 国度卫星景象形象中央副主任、风云三号极轨卫星地面体系总批示 张鹏：正确知道降雨发生于甚么位置、甚么时间、下多年夜，这是一个世界性难题。预告的正确率，好比温度预告能到达七八十分，可是降雨预告的正确率只能到达二三十分的量级。 精准预告降水是一个世界难题，风云三号G星的降生，就是向解决这一难题迈出的一年夜步。 国度卫星景象形象中央副主任、风云三号极轨卫星地面体系总批示 张鹏：它可以相识全世界标准降水，深化咱们对于降水全世界天气形态的熟悉，进一步帮忙科学家正确熟悉降水的机理，更科学举行降水预告，作用很是伟大。 那末，这颗怪异的降水卫星是怎样实现给云层做CT扫描的呢？奥秘就于这颗卫星搭载的主载荷 双频降水丈量雷达上。KU频段的雷达以及KA波段的雷达，一年夜一小两个雷达，经由过程向年夜气发出差别频段的无线电磁波旌旗灯号，吸收降水粒子的反射旌旗灯号，来构建年夜气降水的三维图象。 降水雷达不只能测出中到年夜雨，还能将细微如毛毛雨如许的变迁监测出来，堪称是明察秋毫。如许细微的不雅测，对于地面雷达来讲也不是一件轻易的事，天上400千米外的降水雷达是怎样做到的呢？ 时间回到2006年，那一年，于第二代低轨景象形象卫星的重要技能完成攻关以后，景象形象科学家们提出了一个需求。 国度卫星景象形象中央副主任、风云三号极轨卫星地面体系总批示 张鹏：航天的科学家问咱们景象形象的科学家，景象形象最需要不雅测的是甚么因素？咱们说是降水。咱们又问，要正确地丈量降水，必需要有天上的自动雷达，这个技能你们能实现吗？咱们要求这颗卫星于天上事情，它可以测到0.2个毫米每一小时、就是毛毛雨的降雨量。 对于航天科学家来讲，这是个不小的应战。其时，外洋也于研究如许的技能，可是机能指标并无这么高。要到达如许的机能指标，必需解决一个问题，就是要让幽微的降水回波旌旗灯号从滋扰旌旗灯号中正确分散出来。 中国航天科技集团九院七〇四所微波遥感技能研究室主任 江柏森：地表回波比降水回波强一百万倍，通例雷达地表旌旗灯号滋扰正常于一万倍摆布，怎样于一百万倍的旌旗灯号中挑掏出降水回波，这个难度很年夜。 怎样从纷纭繁杂的旌旗灯号中挑出最幽微却最有效的那些旌旗灯号，困扰着科学家们。不外，格物致知，攻坚克难，是他们始终的寻求。终极，他们花了近3年的时间，用怪异的体式格局乐成解决了这个问题，雷达发射面上密密麻麻的小漏洞，就是要害点之一。这些小漏洞，负担着按捺滋扰回波的重担。它们一排排整洁摆列，看上去巨细不异，只是角度略有不同。但现实上，于这近两万个漏洞中没有任何一个如出一辙。 于整个雷达研制历程中，如许周详、不容偏差的 艺术品 科研职员做了不下10个。他们切割出了几十万个各不不异的小漏洞，经由过程有数次实验，终极才捕捉到那些最幽微的回波旌旗灯号。研制的历程漫长而艰苦，而到了2010年试验验证阶段，则需要耐烦以及命运。 中国航天科技集团九院七〇四所所长、风云三号G星副总师 在勇：降水必需下雨天才气测，有几个前提必需同时满意：天上的卫星患上过境，阿谁点还要下雨，咱们另有一个船，就是放些浮标，数据比对于。于那飞了快要3个月，碰上这类前提的也就两天。 江柏森对于此中一天影象犹新。那一天本认为没有降雨会白手而归，没想到返航途中下起了细雨，高兴的他们马上要求回到测试点。 中国航天科技集团九院七〇四所微波遥感技能研究室主任 江柏森：很可贵得到这么一次时机，咱们经由过程雷达挂载于飞机的机腹下方，探测降水，把回波记载下来，确凿比力高兴，也比力难忘。 终极的事实证实，等候是值患上的。回波旌旗灯号显示的降水信息与其他体式格局监测的信息彻底吻合，这证实了双频降水丈量雷达的乐成，可以应用于太空中。不外，行百里者半九十，雷达研制的乐成其实不代表整个卫星年夜功告成，以后的十多年，另有重重难关要冲破。 凡是环境下，中低纬度地域降水较为频仍，是以，于设计上，这颗卫星就有别在另外卫星运转轨道，是家族中飞患上最低，且倾角最小的成员。它的运转轨道高度407公里，与赤道面夹角仅50度，如许才气够更好地监测降水环境，而这也对于卫星的运转姿态提出了应战：它需要频仍调解角度来顺应太阳照射，犹如跳空中芭蕾。 中国航天科技集团八院、风云三号G星总设计师 钱斌：很频仍，一年要发生13次。都靠地面节制去做的话，理论上讲也行，可是要投入人力、物力以及地面持久治理职员，也会带来很年夜的事情量。以是咱们思量整星设计的时辰，把自立偏航180的动作都设计玉成自立的勾当，包孕于维持轨道高度方面，也开发了一些算法，自立做一些轨控动作，确保轨道高度的不变。 自设难度，不断改进，如许的精力始终贯串在卫星研发一直。除了了双频降水丈量雷达、卫星低轨道低倾角自立偏航以外，风云三号G星还具备不少怪异性，例如它还同时搭载了微波成像仪、中分辩率光谱成像仪以及全世界导航卫星掩星探测仪，种种怪异的机能以及载荷让整个卫星从观点的提出到研制乐成长达17年。 如今，风云三号G星已经经顺遂升空，就于4月21日，部门载荷已经经乐成开机，接下来将进入周全验证历程。从1970年提出要成长咱们本身的景象形象卫星到此刻，我国景象形象卫星从无到有、进级换代，定量不雅测威力已经经周全靠近世界领先程度，完成为了由跟跑到并跑的奔腾。 国度卫星景象形象中央副主任、风云三号极轨卫星地面体系总批示 张鹏：从2018年最先，咱们的定量不雅测精度更高，要有一些本身怪异的不雅测威力。不只为咱们国度的景象形象作孝敬，还要相应总书记的要求，让风云景象形象卫星办事国际社会，办事 一带一起 。既表现了咱们技能的前进，也让咱们技能的前进普惠整个地球，普惠全人类。 今朝，我国风云卫星于轨运转8颗，成为全世界独一同时运转晨昏、上午、下战书以及歪斜4条近地轨道平易近用景象形象卫星的国度。我国对于在景象形象的摸索进入了一个越发深切的阶段。 风云卫星只是我国太空摸索运用中的一个典型。据国度航天局先容，我国今朝于轨不变运转的300kg以上的卫星有300余颗，居世界第二位。构建起了以卫星通讯、卫星遥感、卫星导航为主体的六合一体化国度空间根蒂根基举措措施系统，为20多个行业提供了正确的信息，此中近50个营业范畴实现100%信息自给率。这些都为办事国计平易近生、加速设置装备摆设科技强国，实现高程度科技自主自强提供了名贵经验。出格声明：本文转载仅仅是出在流传信息的需要，其实不象征着代表本消息网不雅点或者证明其内容的真实性；如其他媒体、消息网或者小我私家从本消息网转载使用，须保留本消息网注明的“来历”，并自大版权等法令义务；作者假如不但愿被转载或者者接洽转载稿费等事宜，请与咱们联系。/b体育
