10月25日6時57分，“海洋二號B”衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空并進入預定軌道。這是繼9月7日“海洋一號C”衛(wèi)星成功發(fā)射入軌后，中國在一個多月內發(fā)射的第二顆海洋衛(wèi)星。
什么是海洋衛(wèi)星？這種衛(wèi)星攜帶哪些有效載荷？“海洋二號B”衛(wèi)星和“海洋一號C”衛(wèi)星各有什么特點？中國在海洋衛(wèi)星領域發(fā)展現(xiàn)狀如何？未來有什么規(guī)劃？這些無疑是人們關注的問題。
九天之上對海洋明察秋毫
海洋衛(wèi)星是主要用于海洋水色色素的探測，為海洋生物的資源開發(fā)利用、海洋污染監(jiān)測與防治、海岸帶資源開發(fā)、海洋科學研究等領域服務而設計發(fā)射的一種人造地球衛(wèi)星。“海洋二號B”衛(wèi)星總指揮兼總設計師張慶君指出，海洋占地球表面面積的70%以上，是生命的搖籃，資源的寶庫，全球氣候的重要調節(jié)器，也是世界貿易的大通道。人類社會的可持續(xù)發(fā)展必然越來越多地依賴海洋，海洋也將為人類社會的繁榮和發(fā)展做出越來越大的貢獻。而開發(fā)、利用、保護海洋，必須增進對海洋的認知，人造地球衛(wèi)星為人類大面積、高精度、全方位認識海洋，發(fā)展海洋經濟，維護海洋開發(fā)環(huán)境安全等提供了重要技術手段。中國作為海洋國家，在推進人類對海洋認知方面負有重要責任，在保護海洋生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)海洋資源與環(huán)境的可持續(xù)利用方面肩負重要使命。因此，中國致力于擴大海洋衛(wèi)星的應用領域和范圍，建立海洋衛(wèi)星體系，推動建設海洋強國。
自然資源部國家衛(wèi)星海洋應用中心主任蔣興偉指出，海洋衛(wèi)星能夠對全球海洋大范圍、長時期地觀測，為人類深入了解和認識海洋提供了其他觀測方式都無法替代的數(shù)據(jù)源。海洋衛(wèi)星通過搭載各類遙感器來探測海洋環(huán)境信息。搭載遙感器類型不同，海洋衛(wèi)星的功能也不同，具體來說可分為3類即海洋水色衛(wèi)星、海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和海洋監(jiān)視監(jiān)測衛(wèi)星。
蔣興偉介紹說，美國是世界上首個發(fā)展海洋衛(wèi)星遙感技術的國家，在1978 年發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星SEASAT。近40 年來，美國發(fā)展了海洋環(huán)境衛(wèi)星、海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和海洋水色衛(wèi)星等不同類型的專用海洋衛(wèi)星，實現(xiàn)了從空間獲取海洋水色和海洋動力環(huán)境信息的能力。1979年2月，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆海洋衛(wèi)星“宇宙-1076”，用于衛(wèi)星試驗和海洋氣象、大氣物理參數(shù)的測量。之后，該國4代系列海洋衛(wèi)星發(fā)射升空。俄羅斯繼承了蘇聯(lián)技術，發(fā)射了包括“Meteor-MN3”在內的用于海洋觀測的衛(wèi)星。歐空局從1991年開始，接連發(fā)射了具有海洋觀測能力的ERS系列衛(wèi)星和后續(xù)衛(wèi)星Envisat 。2006年10月開始發(fā)射MetO系列衛(wèi)星等。目前，全球共有海洋衛(wèi)星或具備海洋探測功能的對地觀測衛(wèi)星近百顆。
構建觀海衛(wèi)星星座體系
剛剛發(fā)射入軌的“海洋二號B”衛(wèi)星與2011年8月發(fā)射“海洋二號A”衛(wèi)星一樣，都屬于海洋動力環(huán)境衛(wèi)星，主要任務是監(jiān)測和調查海洋環(huán)境，獲得包括海面風場、浪高、海流、海面溫度等多種海洋動力環(huán)境參數(shù)，直接為災害性海況預警預報提供實測數(shù)據(jù)，為海洋防災減災、海洋權益維護、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護、海洋科學研究等提供支撐服務。
“海洋二號B”顯然是后來者居上，在兩個方面比“哥哥”“海洋二號A”高出一籌。一是本領更多�！昂Ｑ蠖朆”除了裝載雷達高度計、微波散射計等載荷之外，新增了船舶識別和數(shù)據(jù)收集分系統(tǒng)，具備對全球船舶自動識別以及接收、存貯和轉發(fā)中國近海及其他海域的浮標測量數(shù)據(jù)的能力。二是系統(tǒng)融合更好。衛(wèi)星作為高度集成的航天器，各系統(tǒng)之間融合至關重要�！昂Ｑ蠖朆”研制團隊在整星總裝、分系統(tǒng)、載荷、單機以及電纜包覆等環(huán)節(jié)做了針對性處理，使各個載荷之間互不影響，對海面高度、風場、溫度等海洋動力環(huán)境要素觀測更精確。
“海洋一號C”衛(wèi)星是“海洋一號”系列的第三顆衛(wèi)星，在類型上屬于海洋水色衛(wèi)星，用于觀測海水光學特征、葉綠素濃度、海表溫度和海洋污染物質，并兼顧觀測海水、淺海地形、海流特征等要素等�！昂Ｑ笠惶朇”成功發(fā)射后，將為全球大洋水色水溫業(yè)務化監(jiān)測，為中國近海海域與海島、海岸帶資源環(huán)境調查、海洋防災減災、海洋資源可持續(xù)利用、海洋生態(tài)預警與環(huán)境保護提供數(shù)據(jù)服務，也可為氣象、農業(yè)、水利等行業(yè)應用提供支持�！昂Ｑ笠惶朇”裝載了海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀、紫外成像儀、星上定標光譜儀和船舶自動識別系統(tǒng)等5個有效載荷。與“海洋一號A”和“海洋一號B”相比，該星觀測精度、觀測范圍、使用壽命均有大幅提升。比如，其攜帶的海洋水色水溫掃描儀幅寬更大，幾乎是A星搭載的兩倍，一天即可掃描全球的陸地和海洋�！昂Ｑ笠惶朇”入軌以來，所有載荷運行狀態(tài)良好并已經回傳了大批高質量數(shù)據(jù)。
2016年8月成功發(fā)射的“高分三號”是中國首顆兼顧海陸觀測的雷達成像衛(wèi)星。它能全天候、全天時實現(xiàn)全球海洋和陸地信息的監(jiān)視監(jiān)測，并通過左右姿態(tài)機動擴大對地觀測范圍、提升快速響應能力。張慶君指出，在該衛(wèi)星研制過程中，中國科學家攻克了整星機電熱一體化設計、多極化相控陣天線、脈沖大功率供電等多項關鍵技術，綜合性能達到國際先進水平�！案叻秩枴辈坏梢员O(jiān)測中國臨近海域的風暴潮、熱帶氣旋、海冰、海面溢油、綠潮等，而且可以監(jiān)視海岸帶、海面船舶、島礁人工設施、海上石油平臺等，為災害監(jiān)測和評估、應對重大環(huán)境事件提供地理空間信息支持�！案叻秩枴钡臉I(yè)務化應用，極大改善了中國民用天基高分辨率合成孔徑雷達圖像全部依靠進口的狀態(tài)，為國內各行業(yè)用戶提供了高質量、高精度對地觀測數(shù)據(jù)，已成為中國實施海洋開發(fā)、陸地環(huán)境資源監(jiān)測和防災減災的重要技術支撐。
寶貴數(shù)據(jù)資源服務全球
中國目前已經初步形成了“海洋一號”“海洋二號”“高分三號”系列衛(wèi)星為代表的海洋水色、海洋動力環(huán)境及海洋監(jiān)視監(jiān)測系列衛(wèi)星，建立起了優(yōu)勢互補的海洋遙感衛(wèi)星觀測體系并已發(fā)揮了顯著的社會和經濟效益。
張慶君指出，根據(jù)建設海洋強國戰(zhàn)略，適應海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護、海域使用管理、極地大洋管理和海洋權益維護等方面的需求，中國應大力發(fā)展海洋系列衛(wèi)星，為海洋災害的監(jiān)測和防災減災建設提供全方位的信息服務，統(tǒng)籌建設三類海洋衛(wèi)星體系，構建中國海洋衛(wèi)星星座。
蔣興偉表示，根據(jù)中國民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃和《海洋衛(wèi)星業(yè)務發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，我國將研制和發(fā)射上述3大類系列海洋衛(wèi)星共十余顆。具體來說，在海洋水色衛(wèi)星方面，“海洋一號C”將于2019年迎來小弟弟“海洋一號D”，與其組成中國首個海洋民用業(yè)務衛(wèi)星星座，進行組網觀測，大幅提高水色衛(wèi)星全球覆蓋能力。在海洋動力衛(wèi)星方面，“海洋二號B”將陸續(xù)迎來后續(xù)星即“海洋二號C”和“海洋二號D”，實現(xiàn)3星組網，探測海面高度、海面風場和海面溫度信息。此外，還將發(fā)射中法海洋衛(wèi)星、海洋鹽度探測衛(wèi)星，它們作為新型海洋動力衛(wèi)星將獲得海面波浪譜和海洋鹽度信息的探測數(shù)據(jù)。在海洋監(jiān)視監(jiān)測方面，“高分三號”將聯(lián)手未來發(fā)射的兩顆合成孔徑雷達業(yè)務衛(wèi)星，組建監(jiān)視觀測網絡
三大類系列衛(wèi)星同時在軌運行，可為海洋環(huán)境資源、海洋防災減災、海洋經濟、海洋生態(tài)、海洋安全等領域提供不同分辨率、不同時效、不同種類的豐富的多源海洋環(huán)境信息，同時還可服務于氣象、環(huán)境、交通、農業(yè)和水利等行業(yè)的部分業(yè)務需求。
值得一提的是，中國正在努力搭建的海洋衛(wèi)星星座系統(tǒng)是國際空間基礎設施，獲得的相關數(shù)據(jù)不僅服務自身，而且向世界各國和地區(qū)開放，廣泛造福于國際社會并且已經使包括美國在內的很多國家從中受益。
自然資源部國家衛(wèi)星海洋應用中心研究員、“海洋二號”衛(wèi)星地面應用系統(tǒng)副總設計師張有廣介紹說，2012年10月，“海洋二號A”在美國應對“桑迪”颶風中立下汗馬功勞。該衛(wèi)星提前1天成功觀測到“桑迪”并準確預測其移動方向，為有效防范贏得寶貴預警時間。美國國家海洋和大氣管理局研究人員分析后指出，“海洋二號A”是全球唯一在軌獲取到颶風期間海面高度信息的衛(wèi)星，為“桑迪”颶風的觀測提供了寶貴的數(shù)據(jù)源。
