5月19日12時03分,我國在酒泉衛星發射中心用長征四號乙運載火箭,成功將海洋二號D衛星送入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功,標志我國海洋動力環境衛星迎來三星組網時代。新華社發
5月19日,由航天科技集團五院抓總研制的海洋二號D星,在酒泉衛星發射中心由長征四號乙運載火箭成功發射。該衛星的成功發射標志著我國首個海洋動力環境監測網建成。海洋二號D星入軌后將開展全天時、全天候連續海洋動力環境監測工作,可探測和調查海面風場、海面高度、有效波高等海洋動力環境數據。
全球組網,覆蓋80%海洋
海洋二號D星與之前發射的海洋二號B星、C星在軌構成我國首個海洋動力環境監測網,隨著三星組網,全球海洋監測的覆蓋能力達80%以上,海洋監測的效率和精度大幅提升,達到國際領先水平。
海洋二號B星、C星、D星在不同的軌道上運行,組網后將使全球海洋監測進入“小時級”時代。
海洋二號衛星總設計師張慶君表示,曾經單顆星20多天才能針對全球觀測一次,無法滿足我們海上運輸、大洋漁場、海洋科考、海上安全等多方面要求。而此次我國首個海洋動力環境監測網建成后,全球海洋觀測僅需6小時。
此外,三星組網后,海洋二號衛星觀測網格間隔將優于100km,滿足亞中尺度海洋現象觀測的要求,達到國際先進水平。與3.61億全球海洋總面積相比,其觀測精度相當于足球場上的一張報紙。
一級風都能有效捕捉
海洋二號B星、C星、D星組網后,具備全天時、全天候、高精度的海面風場、海面高度、有效波高、海面溫度等海洋動力環境數據監測的能力。
海洋二號系列衛星裝載微波散射計,可有效用于海面風力的測量,風速測量精度優于2m/s,為臺風預報的及時性和精準度提供有力保證。
根據風力等級劃分,風速小于2m/s為一級風。也就是說,即使海面刮起一級“軟風”,也不會逃過海洋二號系列衛星的法眼。據報道,自海洋二號系列衛星發射以來,我國近海平均每年20余次的臺風均實現精準捕捉,無一漏網。2020年9月發射的海洋二號C星在軌運行后,成功“捕獲”19號超強臺風“天鵝”,展現出良好的應用效果。
海洋二號D星在軌投入使用后,將進一步增強監測和預警能力,為我國沿海城市防災減災和全球災害監測提供重要的保障。
海洋二號系列衛星裝載雷達高度計,可以獲取有效波高、大洋環流、全球海浪等數據。該設備與校正輻射計配合工作,能夠及時獲取全球海洋有效波高信息,精度達到0.5米,可以有效監測、預測災害性海浪,觀測精度達到國際領先水平。
早在十年前海洋二號A星發射后,我國就已成功實現全球有效波高的觀測。2012年4月11日,在印尼附近海域發生里氏8.5級地震后,我國通過海洋二號A星對地震前后海域波高進行分析,判定了“在印度洋海域不會發生海嘯”的結論。
除了測量有效波高之外,海洋二號系列衛星裝載雷達高度計還可以精準地完成全球海面高度的測量。據衛星設計師介紹,海洋二號D星海面高度測量精度優于5cm,已達國際先進水平,將為全球性氣候研究提供數據支撐。
我國2011年發射的海洋二號A星具備了穩定的海平面變化監測能力,隨著海洋二號B星、海洋二號C星的發射實現了接續觀測,為全球海平面觀測貢獻了高質量的測高數據,海洋二號系列衛星納入全球海平面的觀測應用體系。
GPS和北斗雙模數據接收
衛星設計師介紹,自海洋二號B星開始,新增了船舶自動識別和數據收集系統,具備對全球船舶自動識別以及接收、存貯和轉發我國近海及其他海域的浮標測量數據的能力。而海洋二號D星的導航系統全面升級,具備GPS和北斗雙模數據接收功能,進一步實現導航能力的自主可控。
海洋二號B、C、D星組網運行后,相當于在太空中織就“天眼”,實現全球海面船只的位置、航向、航速精確勘測,為支持和服務全球海上定位、導航、搜救等提供重要保障。
海洋二號系列衛星均裝載微波輻射計,可用于海面溫度測量,輔之以雷達高度計,可識別出大洋中的鋒面和中尺度渦,為探測大洋漁場分布情況等提供可靠的數據支撐。
據報道,自海洋二號系列衛星在軌應用以來,多家漁業公司利用海洋二號衛星數據在遠洋漁業上進行推廣應用,可燃油節約5%,漁獲量提高2%至3%,取得了很好的經濟效益。據中國工程院院士蔣興偉公開報告,我國利用海洋光學衛星、結合海洋二號系列衛星數據,可發布大洋漁場的快速預報,當前,我國已具備三大洋17個大漁場的預報能力。
D星研制周期縮短1個多月
2011年8月發射的海洋二號A星是我國首顆海洋動力環境監測衛星,載荷種類多,天線數量多,電磁環境復雜,還首次搭載了激光通信系統,屬于當時驗證復雜度、難度都非常大的型號任務。
2012到2014年間,海洋二號A星完成了全部臺風的監測任務,在每次臺風的生命周期中,至少對其完成一次觀測,3年共計捕獲79次臺風,為科研、業務和分析預報臺風提供了新的準確數據源。
2018年10月,海洋二號B星發射升空,接替超期服役的海洋二號A星。海洋二號B星是我國第一個海洋動力環境衛星星座的首發星,升空后就等待C星和D星的組網。
基于海洋二號B星、C星研制基礎,在研制階段海洋二號D星研制團隊充分論證狀態變化,取消整星磁試驗、熱平衡試驗和分系統間聯試,研制周期縮短1個多月、節省成本上百萬元。
發射場階段,在海洋二號C星首次實現大中型遙感衛星整星帶翼空運和取消發射場太陽翼展開的基礎上,海洋二號D星進一步實現了帶翼、帶天線空運。通過海洋二號C星、D星的實踐,發射場工作周期由45天壓縮至35天,對后續大中型遙感衛星和商業衛星流程優化提供了良好的推廣和示范效應。