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中法首次联手“造星”测风浪

作者: 记者孙安然 来源:中国海洋报 时间:2017-12-06 打印本页

 

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图片微波散射计海洋波谱仪(图片来源:北京中国科学报

 

  前不久,位于北京怀柔的国家航天局怀柔总装集成测试中心,一群穿着白大褂的中法两国技术人员围着一颗重700多公斤的应用卫星做载荷测试。这颗卫星就是中国与法国航天合作的首颗卫星——中法海洋卫星。它将在2018年上天,在全球范围内观测海洋表面的风浪。

  近日,中法海洋卫星中方科学组组长、国家卫星海洋应用中心副主任刘建强接受本报记者采访,揭开了这颗卫星神秘的面纱。

 

  中法海洋卫星研制有序推进

 

  2005年,对于国家卫星海洋应用中心来说是不平凡的一年。这一年,中法两国签署了关于天文和海洋合作的行政协议,中法海洋卫星项目组正式成立。这也意味着中法两国航天领域的首颗合作卫星项目正式启动。

  2006年10月,中法两国航天局局长签署了海洋卫星合作谅解备忘录,确定联合研制的海洋卫星由法方提供海洋波谱仪,由中方提供散射计和卫星平台,并负责卫星发射与测控。“根据备忘录,双方各自建立地面应用系统。法方地面接收站由加拿大依诺维克站、瑞典基律纳站组成,中方地面站由国家卫星海洋应用中心的北京站、牡丹江站、三亚站(陵水站)、杭州站、南极站组成。双方各自建立任务中心,共同开展研制与应用,以获取海面风场、海浪等海洋动力环境参数。”刘建强介绍说。

  2009年,中法海洋卫星项目得到国防科工局、财政部批复正式立项。之后,双方开展了包括机载航空校飞试验、星地对接实验、机电热试验,2015年完成了卫星系统详细设计联合评审。

  其间,中法海洋卫星项目得到了两国领导的高度重视。2014年3月26日,中国国家主席习近平对法国进行国事访问期间,法国国家空间研究中心和中国国家航天局签署了关于加强中法在海洋学与天体物理学领域合作的协议,中法海洋卫星列入了中法合作中长期规划中。2015年,在法国总理访华之际,法国国家空间研究中心与中国国家航天局签署了加速推进中法海洋卫星项目协议,为未来利用科学数据及其随后的应用合作奠定了基础。同年12月,在巴黎召开的全球气候变化大会上,中法两国航天局发表联合声明:“共同促进中法海洋卫星的应用,扩大其国际影响,并使之为全球气候变化研究做出贡献。”

  目前,中法海洋卫星转入正样研制阶段。“12年来,中法两国工程与科学组团队每年多次召开各类专题视频、电话会议,加强了两国航天设计队伍在研制生产、项目管理、工艺测试流程等方面的交流和合作,确保工程质量。”刘建强告诉记者,自2008年起,双方先后在北京、西安、布列斯特、广州、北京召开5次科学组会议,并召开了5次中法联合指导委员会会议。

  据悉,中法双方计划于今年完成对卫星工程、地面系统研制进行的评审,并在2018年发射卫星。

 

  首次实现同步观测风浪

 

  法国大气、环境与地球观测实验室主任,法方科学组组长达尼艾·欧赛介绍说:“法中海洋卫星可以预测洋面风浪,监测海洋状况,使我们更好地了解海洋动力以及气候变化。卫星还能观测陆地表面,获取土壤水分、粗糙度和极地冰盖相关数据。”

  “该卫星装载的海浪波谱仪、散射计将在距地520公里的轨道上24小时不间断工作,实现对海洋表面风和浪的大面积、高精度同步观测,监测数据可被两国以及世界各国科学家、预报员共享使用,有利于更好地探索海浪形成过程与变化规律,区分风浪与涌浪,为海上船只航行安全、全球海洋防灾减灾、全球海洋资源调查提供服务保障。”刘建强说。

  中法海洋卫星也被赋予了更多的“新技能”。据刘建强介绍,这颗卫星可以同时观测海浪和海面风场,是我国海洋系列卫星的重要补充,弥补了我国海洋一号、海洋二号、海洋三号卫星系列的不足,有助于进一步科学认知“无风不起浪、无风三尺浪、有风就有浪、后浪推前浪”等海洋动力环境的变化规律。

  “卫星有效载荷为两个新型体制的微波雷达,其应用目标是获取全球海面波浪谱、海面风场、南北极海冰信息。法国载荷海浪波谱仪可得到有效波高和海面风速,获得海浪波谱特性。中方载荷是一种新型散射计,能够提高海面风速和风向的反演精度。两种新载荷集成在同一平台上工作,是一种很好的技术创新组合。”刘建强说,该卫星可提高对巨浪、热带风暴、风暴潮等灾害性海况的预报精度与时效,为全球气候变化提供长时间系列历史数据,从而更好地了解、认识和掌握海洋动力过程及变化规律。

  那么中法海洋卫星将提供哪些技术应用?刘建强介绍说,一方面,它将实时获取我国管辖海域以及全球大洋海面风场、海浪波谱信息,同时获得有效波高、波陡信息,分辨出涌浪和风浪,为海上船舶航行提供实况信息,指导船舶安全航行和优化航线。其数据与同时在轨运行的海洋卫星数据集成后,能够为海洋动力环境预报服务提供初始场,提高海洋预报实效和精度。

  另一方面,该卫星获取的数据产品可为全球气候变化研究提供基础信息,促进和加强中法两国和其他国家之间的交流和数据交换,为“一带一路”沿线国家的海洋防灾减灾、气候变化研究提供重要技术支撑。

  刘建强表示,中法海洋卫星项目是增强中法双方现有和平开发和利用外太空领域合作的实际行动,推动了两国海洋卫星工程发展和卫星应用服务水平的提升,将为两国经济建设和科技发展做出新贡献。

 

  卫星中心:推进海洋卫星应用业务化发展

 

  近年来,我国海洋卫星以满足加快建设海洋强国需求、国家海洋局职能要求和健全对地观测体系、提升应用效能、拓展全球服务为主线,构建了具有中国特色的海洋卫星系列。目前,海洋一号卫星系列主要用于海洋水色环境监测,海洋二号卫星系列主要用于海洋动力环境监测,海洋三号卫星系列主要用于海岛、海岸带环境及海上目标、海冰与海上污染监测。

  “卫星中心按照职能和需求,依据国家空间基础设施规划和国家海洋局六大工程需求,积极组织编制海洋卫星及卫星海洋应用发展规划,开展立项论证,监督检查卫星研制,组织卫星在轨评价,推进地面应用系统建设,并全面负责星地一体化管理、业务化运行和应用服务。”刘建强说。

  据悉,目前国家海洋局已布局建设了包括北京、牡丹江、三亚(陵水)、杭州以及船载移动遥感接收系统在内的地面基础设施和应用服务系统,为海洋权益维护、海洋资源开发、海洋综合管理、生态文明建设等方面提供有力的支撑。

  同时,卫星中心加强了与卫星、载荷研制单位的交流,对研制过程进行督促,确保工程质量。积极开展地面应用系统建设、卫星海洋遥感技术的业务化应用研究,为海洋卫星的应用服务奠定基础。加强对在轨海洋卫星及地面应用系统的管理,提高运行寿命,保证星地系统的效能。加大合作力度,充分利用国内外其它遥感卫星为海洋环境动态监测提供服务,提高数据利用率。

  “下一步,卫星中心将进一步抓好我国海洋卫星工程建设,推动科技创新和应用服务建设不断走向深入。”刘建强表示,“我们计划在‘十三五’期间发射9颗海洋卫星,实现对我国近海、全球大洋在海洋水色环境、动力环境以及海岛、海岸带等方面的有效监测。同时,加快推动静止轨道的高分辨率光学和微波遥感卫星的立项研制,通过多源卫星,全天时全天候获得我国海岛、海岸带、南北极以及全球大洋的多尺度、高频次、多要素的定量化分布信息和动态变化信息,进一步满足海洋综合管理和业务化应用要求,为加快推动海洋强国建设提供有序、有力、有效的保障和支撑。”

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