风云四号卫星效果图。中国航天科技集团公司八院提供。
风云四号卫星进行星箭分离试验。中国航天科技集团公司八院提供。
风云四号卫星发射场合练图片。中国航天科技集团公司八院提供。【文汇网讯】(香港文汇网记者 刘凝哲 北京报道)12月11日0时11分，中国新一代静止轨道气象卫星首发星风云四号在长征三号乙火箭的托举下，于西昌卫星发射中心升空。这颗采用全新平台、全新载荷的气象卫星，可感知到地面上细微至0.1℃的温度变化，首次提供闪电灾害预警，并能监测PM10和PM2.5浓度值，为雾霾等污染监测及防控提供重要数据。风云四号卫星的升空，将显着提升中国气象卫星研制和空间观测应用能力，在技术上实现从跟跑向并跑的重大跨越，达到世界先进水平。
风云四号卫星从立项到发射走过近六年时间，其采用新的遥感大卫星平台SAST5000，发射重量达到5.4吨。风云四号升空后，将定点于赤道上方约36000公里的地球同步轨道上。未来将接替风云二号卫星，实现中国静止轨道气象卫星的更新换代，全面提高对地球表面和大气物理参数的多光谱、高频次、定量探测能力。
「风云四号气象卫星的研制与发射，对满足中国日益增长的天气预报、气侯预测和环境监测等方面的迫切需求，保证中国静止轨道气象卫星在轨业务运行和应用服务的连续性，迅速提升中国在实时、动态气象观测方面的能力」，国防科工局系统工程司副司长赵坚在接受本报采访时指出。据了解，卫星正式投入业务运行后，将提供云、辐射、大气等34种数据产品，产品的种类、数量以及定量化指标料较之前卫星产品有显着提升。
风云四号升空的同时，还将建成一套中国迄今为止最为复杂的地面系统，与现有卫星共同构成新一代的静止气象卫星观测系统，星地协同，高效运行，发挥应用效益。风云四号卫星地面应用系统总师张志清介绍说，新系统观测能力显着提高，「眼睛」更锐利，其空间分辨率最高达500米;反映更敏捷，其区域观测时间分辨率可达1分钟;光谱分辨率更高，可看到更多的大气和地物特征，还可以剖析大气--获取大气三维温湿度结构。
冬季的中国北方很多地区正被雾霾困扰，而风云四号则将成为监测雾霾的利器。张志清表示，风云四号搭载的高光谱分辨率成像仪，其获得的资料可反演大气气溶胶光学厚度，进而得到PM10和PM2.5浓度值，这能监测大气污染物的时空变化，为污染监测及防控提供重要数据。中国后续还将专门发射大气环境监测卫星，以空间技术助力雾霾的防控和治理。
除人们熟知的传统气象领域外，风云四号卫星还将拓展更多应用。例如，通过云类型、云相态、对流、火山灰、闪电、高空湍流等监测，为航空飞行提供保障。此外，卫星获得的空间环境探测器数据，可用于灾害性空间天气事件的监测，并对太阳活动、地磁环境、电离层和高层大气环境以及卫星运行环境开展预报服务，对一些潜在空间天气威胁进行预警。在科学探索方面，风云四号获得的全新观测数据，还将支持大气科学的前沿性研究，如快速发展对流的研究等。
卫星新技术：风云四号采用全新卫星平台 突破关键技术 令中国遥感卫星技术上台阶
作为中国新一代静止轨道气象卫星的首发星，风云四号是中国首颗高轨三轴稳定定量遥感卫星，是国际上首个在二维成像观测同时可实现对大气垂直分层三维观测的气象卫星。风云四号卫星工程总师李卿在接受本报访问时指出，相信随着风云四号的发射和应用，以及地面应用系统40多项卫星气象产品的开发，将令中国卫星气象事业有质的飞跃，中国的遥感卫星技术上一个崭新台阶。
「风云四号卫星采用了全新的总体方案、全新的载荷配置」，风云四号卫星系统总师董瑶海告诉记者，技术新、平台新、载荷新是风云四号的三大特点。实现高精度、高时效、高频次的对地观测是世界气象卫星的发展趋势。风云四号卫星对标世界一流，成功突破了代表国际最前沿的高精度图像定位与配准、微振动测量与抑制、定量化遥感等20馀项关键技术，进一步提高了中国静止轨道定量遥感卫星的研制能力。
在卫星平台方面，风云四号首次使用了SAST5000平台。董瑶海表示，该平台采用六面柱体构型、单太阳翼、三轴稳定控制方案，并采用了双总线体制、整星防静电技术、整星防污染技术等一系列关键技术，具有承载能力大、质心低、力学响应小、对地面大等特点。此外，与风云二号类似陀螺旋转的自旋稳定方式不同，风云四号采用了三轴稳定方式，可轻松实现对在高空对地球的24小时凝视，对地观测时间利用率接近80%，将为稳定的气象业务观测提供有效支撑，总体水平达到国际先进。
风云四号是国际上首颗同时装载多通道扫瞄成像辐射计和干涉式大气垂直探测仪的高轨气象卫星。董瑶海说，多通道扫瞄成像辐射计的成像通道从风云二号的5个增加到了14个，与美国刚发射的GOSE-R卫星的16通道相当。星上辐射定标精度达到1K、灵敏度0.1K，也就是说，卫星在测量地面温度时误差小于1℃，只要发生0.1℃的变化就能感知出来。##
风云四号运载火箭——长征三号乙改进Ⅲ型提升可靠性
风云四号卫星任务采用长征三号乙改进Ⅲ型(CZ-3B/G3)运载火箭发射。风云四号运载火箭系统副总师刘建忠表示，为完成全新的风云四号气象卫星发射任务，火箭系统专门研制了新型接口卫星支架及配套星箭锁紧装置，并充分验证火箭的产品功能、性能和可靠性。
刘建忠表示，中国的长征三号甲系列(CZ-3A系列)火箭包括长征三号甲(CZ-3A)、长征三号乙(CZ-3B)和长征三号丙(CZ-3C)三种复盖不同运载能力的三级低温液体(捆绑)中型高轨运载火箭。其中，用于发射风云四号的CZ-3B火箭是以CZ-3A为芯级并捆绑4个助推器组成的。CZ-3B于1996年2月首次发射，至2016年11月共进行了36次发射(含增强型)，除首发失利外，其余均成功。
风云四号卫星任务，是CZ-3B火箭的第37次发射，也是CZ-3A系列火箭的第77次发射。此次发射是成熟火箭助力新平台卫星。据介绍，为完成SAST5000卫星平台首发星风云四号的发射，火箭系统专门研制了新型接口卫星支架及配套星箭锁紧装置，在丰富星箭间接口类型的同时，也为SAST5000平台卫星的研制提供了有力支撑。针对新状态机械接口，已通过专家复核复算、静力试验、对接分离试验等充分验证了产品功能、性能和可靠性。
此外，中国长三甲系列运载火箭近年来采取了诸如双激光惯组冗馀/卫星导航复合制导技术、冷氦冗馀增压控制技术等多项技术改进和可靠性增长措施并经过飞行验证，这些改进应用在风云四号任务中，火箭的可靠性得到进一步提升。
国际合作：风云气象卫星服务70多个国家、地区 风云四号支撑「一带一路」战略
经过近40年的发展，中国风云系列气象卫星，与美国、欧洲气象卫星形成三足鼎立的局面。目前，全球70多个国家和地区接受和应用中国风云卫星提供的数据等服务，东半球的气象预报主要依靠中国气象卫星提供相关资料。
国防科工局系统工程司副司长赵坚告诉记者，中国风云卫星已达到了国外同类卫星的先进水平，大大缩小了中国与发达国家在气象卫星等高技术领域的差距，被世界气象组织(WMO)列入国际气象业务卫星序列。2015年，风云三号C星被列入空间与重大灾害宪章，向遭受重大自然灾害的国家和地区无偿提供相关卫星数据和信息，服务灾害监测与管理、紧急救援与灾后重建。
目前，东半球的气象预报主要依靠中国的风云气象卫星提供相关资料。赵坚表示，风云四号的升空，将进一步拓展国际合作，促进开放共享。相信风云四号卫星的成功发射，将助力提高中国气象卫星的全球观测能力，为全球观测系统的发展做出应用贡献，同时为「一带一路」国家战略的实施提供强有力的支持，显着提升中国参与全球竞争的能力，增加中国在相关国际活动中的话语权。
历史及展望：风云卫星四十载 未来将发射13颗气象卫星
中国的气象卫星发展，最早要追溯到1969年周总理作出的「要搞我们自己的气象卫星」指示。从1977年风云一号卫星开展研制，到刚刚升空的风云四号，中国气象卫星发展已走过将近40年。目前，中国已成功发射15颗风云系列气象卫星，在轨运行8颗。
风云一号卫星首发于1988年9月，成功发射4颗;风云二号卫星首发于1997年6月，成功发射7颗，目前4颗在轨运行。首发于2008年5月的风云三号卫星成功发射3颗，均在轨运行。目前，中国已形成了极轨气象卫星和静止轨道气象卫星两大系列，此次发射的风云四号卫星将实现静止轨道气象卫星的升级换代。
对于中国气象卫星未来的发展规划，目前已明确将有13颗与气象事业紧密相关的卫星。赵坚透露，未来将发射的气象卫星，包括全新研制的有大气环境监测星、陆地生态系统碳监测卫星和静止轨道微波探测星，并确保后续业务运行的有3颗风云三号卫星，2颗风云四号卫星，1颗晨昏轨道气候卫星，2颗降水测量雷达卫星，1颗高精度温室气体探测卫星和1颗高光谱卫星。
责任编辑：星空