零距離
“風(fēng)云”半世紀(jì)再回眸
——“從零追趕”到“部分領(lǐng)跑”的啟示
半個(gè)世紀(jì)前的氣象預(yù)報(bào)員很難想象，今天的中國(guó)，廣袤土地上空任何一塊區(qū)域云的圖像，可以“想看就看”——
距離地球800公里和3.6萬(wàn)公里的太空中，7顆風(fēng)云衛(wèi)星俯瞰全球風(fēng)云；北到北極圈內(nèi)，南到南極大陸，都有海量衛(wèi)星數(shù)據(jù)在接收、處理和分發(fā)；每隔5分鐘，就有一張新的中國(guó)區(qū)域云圖回傳，從衛(wèi)星鏡頭到預(yù)報(bào)員手機(jī)屏幕，只要不到10分鐘的時(shí)間……
“氣象衛(wèi)星應(yīng)如自來(lái)水般長(zhǎng)期供應(yīng)！”來(lái)自“共和國(guó)勛章”獲得者、風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星工程總設(shè)計(jì)師孫家棟的這個(gè)描繪，已經(jīng)從夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
在中國(guó)氣象局近日舉行的風(fēng)云氣象衛(wèi)星事業(yè)50周年媒體通氣會(huì)上，國(guó)家衛(wèi)星氣象中心主任、風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程總設(shè)計(jì)師楊軍說(shuō)，在中國(guó)風(fēng)云衛(wèi)星50年的發(fā)展歷程中，依靠一代代科學(xué)家不斷探索、攻艱克難，“從零開(kāi)始”的風(fēng)云衛(wèi)星，以“小步快跑”的方式，實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“局部領(lǐng)跑”的跨越。
據(jù)他透露，2016年發(fā)射的我國(guó)第二代靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)A星，對(duì)我國(guó)區(qū)域可實(shí)現(xiàn)每5分鐘一次的觀(guān)測(cè)覆蓋，最高分辨率從1.25公里提高到500米，并且在全球首次實(shí)現(xiàn)靜止軌道大氣高光譜垂直探測(cè)，綜合探測(cè)水平國(guó)際領(lǐng)先；2017年發(fā)射的風(fēng)云三號(hào)D衛(wèi)星，搭載有世界上首臺(tái)能獲取全球250米分辨率紅外分裂窗區(qū)資料的成像儀器，可以每日無(wú)縫隙獲取全球250米分辨率紅外圖像。
“這種‘獨(dú)步天下’的能力，為全球生態(tài)環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)和氣候評(píng)估提供中國(guó)觀(guān)測(cè)方案。風(fēng)云衛(wèi)星在體系上非常完整，可以說(shuō)，其他國(guó)家擁有的探測(cè)能力我們都有，我們所有的，他們有些沒(méi)有。”楊軍說(shuō)。
起步接連失利，“風(fēng)云”籠罩陰霾
在50年前的中國(guó)，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱、設(shè)備簡(jiǎn)陋、技術(shù)落后，別說(shuō)造自己的氣象衛(wèi)星、用自己的氣象衛(wèi)星，很多科研技術(shù)人員連什么是氣象衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星有何作用都不知道。
“從零起步到底有多難？”楊軍有這樣一個(gè)說(shuō)法：風(fēng)云衛(wèi)星建設(shè)發(fā)展50年的過(guò)程，每一個(gè)航天可能出的問(wèn)題，我們一個(gè)沒(méi)落，都遇到過(guò)。但失敗是成功之母，吃一塹長(zhǎng)一智。
據(jù)他介紹，風(fēng)云一號(hào)極地軌道氣象衛(wèi)星發(fā)射成功，科研人員拿到第一張成圖時(shí)，時(shí)任中國(guó)氣象局局長(zhǎng)鄒競(jìng)蒙正在主持國(guó)際會(huì)議，會(huì)上他把第一張圖，給在座的國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家“秀”了一下，全場(chǎng)掌聲雷動(dòng)——中國(guó)成為擁有氣象衛(wèi)星的國(guó)家，這一事實(shí)震驚了全世界。
然而，由于姿態(tài)控制問(wèn)題，第一顆風(fēng)云衛(wèi)星只工作了39天，便消失在茫茫太空。之后的研制之路，也并非一帆風(fēng)順。
據(jù)風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師董瑤?；貞洠?990年，風(fēng)云一號(hào)B星發(fā)射，10多天后衛(wèi)星出現(xiàn)異常，只工作了158天便宣告失效。1994年，風(fēng)云二號(hào)01星在發(fā)射前測(cè)試過(guò)程中發(fā)生意外。1997年，風(fēng)云二號(hào)A星發(fā)射成功，但運(yùn)行幾個(gè)月后便出現(xiàn)故障，最終還是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化。
起步的接連失利，讓“風(fēng)云”衛(wèi)星事業(yè)籠罩了一層陰霾。
董瑤海說(shuō)，衛(wèi)星成功上天業(yè)務(wù)化運(yùn)行后，第一個(gè)需要破解的問(wèn)題，就是可靠性和使用壽命。經(jīng)過(guò)三代人的艱苦努力、重點(diǎn)攻關(guān)，解決了影響衛(wèi)星長(zhǎng)壽命運(yùn)行的技術(shù)問(wèn)題。
直到世紀(jì)之交，“風(fēng)云”的陰霾才最終散去。1999年和2002年，我國(guó)成功發(fā)射了風(fēng)云一號(hào)C、D業(yè)務(wù)星，衛(wèi)星在軌運(yùn)行壽命分別達(dá)到6年5個(gè)月和10年，大大超過(guò)設(shè)計(jì)壽命。2004年至2008年，成功發(fā)射了風(fēng)云二號(hào)C、D、E業(yè)務(wù)星，在軌運(yùn)行壽命達(dá)到8年至10年。
除了學(xué)習(xí)和合作，沒(méi)有別的出路
“除了學(xué)習(xí)和合作，沒(méi)有別的出路。”這是孫家棟的一句話(huà)，很多“風(fēng)云”人認(rèn)為用它來(lái)形容那段低谷徘徊期很合適。
讓人感慨的是，當(dāng)風(fēng)云一號(hào)A星、B星運(yùn)行壽命未能達(dá)到目標(biāo)，受到巨大質(zhì)疑時(shí)，已是古稀之年的兩彈一星元?jiǎng)兹涡旅瘢?ldquo;著了魔一般”帶領(lǐng)科技人員分析原因，并親自到國(guó)家有關(guān)部門(mén)匯報(bào)工作，要求支持“我們的這支氣象衛(wèi)星隊(duì)伍”走下去；為了攻克風(fēng)云二號(hào)前兩顆衛(wèi)星出現(xiàn)的問(wèn)題，時(shí)任風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)總師許健民，副總師李希哲、張青山與全體團(tuán)隊(duì)成員一起，沒(méi)日沒(méi)夜，登上青藏高原開(kāi)展“救星”試驗(yàn)，于上萬(wàn)次手寫(xiě)運(yùn)算中破解“定位”難題，不僅讓衛(wèi)星“起死回生”，更使得“圖像上每一個(gè)點(diǎn)都變得很準(zhǔn)確”……一代代科技工作者付出心血和汗水，甚至生命的代價(jià)，才為氣象衛(wèi)星的迅速趕超奠定了基礎(chǔ)。
如今，風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星正為全球115個(gè)國(guó)家和地區(qū)、國(guó)內(nèi)2700多家用戶(hù)提供衛(wèi)星資料和產(chǎn)品。楊軍說(shuō)，按照國(guó)際通行的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，風(fēng)云衛(wèi)星在減輕災(zāi)害損失、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所產(chǎn)生的效益非常高，投入產(chǎn)出可以達(dá)到1∶40。
他說(shuō)，我國(guó)是自然災(zāi)害非常嚴(yán)重的國(guó)家，每年強(qiáng)降水導(dǎo)致的洪澇和泥石流、干旱和大風(fēng)引發(fā)的沙塵暴、閃電引燃的森林火災(zāi)等自然災(zāi)害頻發(fā)，其中70%以上的自然災(zāi)害就是因?yàn)闅庀笤蛟斐傻摹?/div>
“氣象問(wèn)題研究透了，除了地震以外的大部分災(zāi)害都能搞明白，這也是為什么各國(guó)都在大力發(fā)展氣象衛(wèi)星的原因。”楊軍說(shuō)。
風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程副總設(shè)計(jì)師唐世浩給了一組數(shù)據(jù)：自從風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星投入運(yùn)行以來(lái)至2020年8月底，西太平洋生成的566個(gè)臺(tái)風(fēng)、登陸我國(guó)的165個(gè)臺(tái)風(fēng)，“監(jiān)測(cè)無(wú)一漏網(wǎng)！”
唐世浩說(shuō)，風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星投入運(yùn)行后，我國(guó)對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨等災(zāi)害天氣監(jiān)測(cè)識(shí)別時(shí)效從15分鐘縮短到5分鐘，暴雨預(yù)警準(zhǔn)確率提高到89%，24小時(shí)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)平均誤差從95公里減小到71公里，優(yōu)于美國(guó)、日本等國(guó)。
“風(fēng)云”為何能短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)趕超
中國(guó)風(fēng)云衛(wèi)星技術(shù)能力進(jìn)步速度如此之快，國(guó)際不少知名專(zhuān)家在贊嘆不已的同時(shí)，也大為好奇：1960年美國(guó)發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星，1974年歐洲發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星，而中國(guó)直到1988年才發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星，風(fēng)云衛(wèi)星在較短的時(shí)間內(nèi)能實(shí)現(xiàn)趕超的內(nèi)在發(fā)展邏輯是什么？
楊軍說(shuō)，風(fēng)云衛(wèi)星是在我們國(guó)家在技術(shù)比較落后、國(guó)力不足的時(shí)候搞的大系統(tǒng)工程。半個(gè)世紀(jì)前，周恩來(lái)同志高瞻遠(yuǎn)矚地提出“搞我們自己的氣象衛(wèi)星”，并于1970年親自批準(zhǔn)研制氣象衛(wèi)星的任務(wù)。
1988年9月7日，我國(guó)成功發(fā)射風(fēng)云一號(hào)A極軌氣象衛(wèi)星，獲取了清晰的遙感圖像，從此告別了完全依賴(lài)外國(guó)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的歷史?；貞洰?dāng)時(shí)的場(chǎng)景，國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)科學(xué)院院士曾慶存感慨萬(wàn)千：“我當(dāng)時(shí)熱淚盈眶，距離我們決定放自己的氣象衛(wèi)星過(guò)去了近20年，終于有志者事竟成！”
作為風(fēng)云三號(hào)A星研發(fā)親歷者，風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程副總設(shè)計(jì)師楊忠東回憶道：2008年發(fā)射的風(fēng)云三號(hào)A星，是極軌第二代第一顆衛(wèi)星。為集中精力搞研發(fā)，科研團(tuán)隊(duì)把技術(shù)骨干拉在一個(gè)郊外偏遠(yuǎn)的招待所里封閉，每天上午干4小時(shí)，下午干4小時(shí)，晚上干4小時(shí)。
“這顆衛(wèi)星采用新一代技術(shù)，很多工作都是第一次做，我們討論非常激烈，有個(gè)同事夢(mèng)話(huà)說(shuō)的都是討論的內(nèi)容——做夢(mèng)的時(shí)候，腦袋里轉(zhuǎn)著的還是我們衛(wèi)星工程上的事！”楊忠東說(shuō)。
談及風(fēng)云衛(wèi)星的下一步發(fā)展時(shí)，楊軍透露，不久的將來(lái)，風(fēng)云四號(hào)B星、風(fēng)云三號(hào)E星也將發(fā)射升空。
這其中，風(fēng)云三號(hào)E星發(fā)射后，將是國(guó)際上業(yè)務(wù)衛(wèi)星第一個(gè)在晨昏軌道運(yùn)行的氣象衛(wèi)星。該衛(wèi)星在國(guó)際上非常引人矚目。
楊軍提到一個(gè)細(xì)節(jié)，幾年前我國(guó)宣布這項(xiàng)計(jì)劃時(shí)，世界氣象組織的會(huì)場(chǎng)上馬上響起掌聲，認(rèn)為中國(guó)此舉將增強(qiáng)全球數(shù)值天氣預(yù)報(bào)能力，提高預(yù)報(bào)水平。“這顆衛(wèi)星不僅是幫助中國(guó)自己，全世界都會(huì)受益。”楊軍說(shuō)。
風(fēng)云四號(hào)B星則更值得期待，它是風(fēng)云四號(hào)第一顆業(yè)務(wù)星，它的發(fā)射將標(biāo)志著風(fēng)云四號(hào)正式進(jìn)入業(yè)務(wù)，將使得我國(guó)靜止氣象衛(wèi)星和氣象業(yè)務(wù)全方位地升級(jí)提速。
楊軍說(shuō)，因?yàn)樘鞖庀到y(tǒng)瞬息萬(wàn)變，瓢潑大雨可能轉(zhuǎn)瞬即逝，以往氣象衛(wèi)星每隔半小時(shí)才能觀(guān)測(cè)一次，很可能錯(cuò)過(guò)這些動(dòng)向。而風(fēng)云四號(hào)B星具備在靜止軌道高精度分鐘級(jí)成像能力，可以通過(guò)非常壯觀(guān)、清晰平滑的動(dòng)畫(huà)，讓天氣系統(tǒng)的變化，第一次高清晰全天候地呈現(xiàn)在人們眼前。
“相信不久的將來(lái)，不管是衛(wèi)星還是應(yīng)用，我國(guó)應(yīng)該都會(huì)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。”唐世浩說(shuō)。“在我退休之前，我認(rèn)為應(yīng)該是可以看到的。”他補(bǔ)充。
盧健 中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)
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