新华社上海5月9日电 题:“高分五号”成功发射 “上海制造”再攀新高

新华社记者张建松

9日凌晨,长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。卫星和运载火箭均由中国航天科技集团有限公司上海航天技术研究院研制生产,在我国航天领域,“上海制造”再攀新高。

5月9日2时28分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。高分五号卫星是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国高分专项中一颗重要的科研卫星。它填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,可满足环境综合监测等方面的迫切需求,是我国实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志。新华社记者 金立旺 摄

为建设美丽中国增添“慧眼”

地球上不同物质都有自己独特的光谱特征,光谱就像人的“指纹”,是用以识别和分析不同物体的一种重要“身份证”。高分五号卫星是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。

据高分五号卫星总设计师孙允珠介绍,一般多光谱卫星有几个到几十个探测通道,高分五号卫星搭载了6台全新研制的有效载荷,包括2台先进的高光谱/多光谱陆地观测载荷和4台先进的大气类观测载荷,光谱分辨率国内最高,实现了从紫外至长波红外全谱段的高光谱观测。

其中,可见短波红外高光谱相机,可见光谱段光谱分辨率达到5纳米,不仅可以监测饮用水源地污染,通过高光谱成像精确地识别内陆水体绿藻、黄藻等藻类的生长变化情况,还能在高光谱矿物识别、矿产资源调查、地质环境调查与监测、农作物估产等方面发挥重要作用。

大气主要温室气体监测仪,可获取二氧化碳、甲烷等大气温室气体的高光谱数据,用于对区域大气环境监测以及全球温室气体“旅行图”等进行分析,为气候变化研究及环境外交提供基础数据。

大气痕量气体差分吸收光谱仪,则是我国第一台用于二氧化硫、二氧化氮、臭氧等全球污染气体探测的高光谱有效载荷。其天底观测角度达114度,就像是一个广角镜,在705公里的高空,不但一天就可以覆盖全球,还能实现定量监测大气中含量极少的二氧化硫等污染气体的分布、变化和输运过程。

“先进的有效载荷让高分五号卫星拥有环境监测和国土资源勘探的火眼金睛,为建设美丽中国增添了一双慧眼。”孙允珠说,“高分五号还是一位‘全能选手’,是目前国内探测手段最多的光学遥感卫星,工作模式多达26种,几乎涵盖了目前光学遥感卫星所有的工作模式。”

长四丙火箭新增北斗导航

在我国长征火箭大家族中,承担高分五号卫星发射任务的长征四号丙火箭是一个成熟的老型号。型号虽老,创新发展的脚步从未停止。

据长征四号系列火箭总设计师汪轶俊介绍,此次火箭共有8项技术状态更改,涉及总体、箭体结构、姿控发动机、控制系统、遥测系统、外安系统等多个分系统。其中,首次采用了高空风减载技术,首次搭载了新的组合导航系统。

“高空风”是火箭的重要威胁。利用高空风减载技术,可以减小侧风引起的附加载荷,提高火箭对风场的适应能力。与以往不同,此次火箭在原有组合导航系统的基础上,还搭载了一套上海航天技术研究院自主研制的组合导航系统。该系统在GPS、格洛纳斯双模基础上,新增了北斗导航模式。

高分五号卫星的成功发射,是长征系列运载火箭的第274次发射,也是长征四号丙火箭一个多月来在两个基地第3次圆满完成发射任务。汪轶俊说:“我们的发射队伍很年轻,大家都有一个共同的信念,那就是要将成功进行到底!”

孜孜以求的上海航天人

“箭指苍穹逐梦浩瀚宇宙,星耀华夏建设美丽中国。”在太原卫星发射中心,张贴在高分五号卫星试验队生活区大厅的这句话,是上海航天高分五号卫星研制团队十年来孜孜以求的心声。从2008年开始卫星背景论证,到2018年成功发射,这支团队一次又一次攻坚克难,完成了一次又一次赶考,把我国高光谱卫星研制提升到一个新的高度。

高分五号卫星在705公里的太阳同步轨道,每天都要经历近15次高低温变化和空间辐照影响,这对卫星使用寿命是一个极大的考验。为此,研制团队整整花了一年时间,重新论证并改进、优化原先的设计方案,从元器件和线缆,从电源到活动部件,从载荷到平台,一一进行梳理,哪怕是一个元器件都要寻根究底。同时,针对探测器、制冷机、光学薄膜、活动部件等寿命薄弱环节,开展了75项试验验证工作,突破多项关键技术。

高分五号卫星设计寿命8年,属于一颗“长寿卫星”。为了验证数传分系统的核心部件长寿命和高可靠性,团队成员做了8万次读写试验。这相当于卫星在轨使用16年,结果发现没有一个坏区。在轨期间,卫星天线每天要进行大角度的摆动,也是对使用寿命考验最大的部件之一。卫星在轨运行期间,将总共摆动6万多次。在地面上,团队成员完成了8万次摆动验证试验,确保万无一失。