对于中国第一颗碳卫星的舞步,这支31岁的团队采取了主动战斗

时间:2019-03-25 04:54:08 来源:汉南新闻网 作者:匿名
  

中国第一颗二氧化碳监测科学实验卫星于12月22日3点22分启动,将探讨全球二氧化碳的变化。继美国和日本的两颗碳卫星在轨道上运行之后,来自中国的碳卫星将每16天对地球进行一次“全面体检”。当大气中的二氧化碳含量变化超过百万分之四时,就会发现它。

与过去通过单一地面姿态探测地球的气象卫星不同,碳卫星与几种观测模式相互作用。他们会“眯着眼睛”一会儿,“看一眼”一会儿,“盯着它”一会儿。就像在太空中“在太空中跳舞”一样。如何使“步行”顺畅可控,中国科学院微卫星创新研究所通过技术突破实现了这种灵活的观测模式。

年轻的团队大胆地提出了一个优化计划

“碳卫星非常活跃。飞行中主要有五种观测和校准模式。”碳卫星副总设计师张永和介绍了“倾斜的外观”,即“耀斑观察模式”,利用海上的太阳。镜面反射,获取海面二氧化碳数据;有一种“垂直外观”,即“讨厌的观察模式”,利用地面的漫反射特性进行地面二氧化碳的观察;有“盯着”,即“目标观测模式”当卫星飞过地面上的一些二氧化碳观测站时,卫星凝视天文台用于与地面高精度测量设备进行数据比较和验证。另外,不时完成当天的校准(使用太阳光作为标准源来校准仪器的观测值),每月校准等模式,经常获得观测仪器的相关响应参数。在绕地球轨道运行的卫星过程中,这些模式被组合和散布,并且在观察过程中每种模式的姿态不断变化。这具有更高的灵活性和卫星控制的快速性。要求。

由于碳卫星探测的态度在不断变化,观测模式也在不断变换,这使得卫星平台的发展更加复杂。 “这不一定准确。这就像一个司机转身并不时加速。这要求汽车具有高性能,而不是普通的家用汽车,而是赛车。有一种一流的驾驶技术可以控制卫星的模式和姿态。“?

不太为人所知的是,中国科学院微卫星创新研究所于2011年接管了碳卫星的设计和卫星平台的设计与开发。该项目仅提出了一些简单的观测模式,并没有涉及如此复杂的态度模式。为了更准确地监测全球二氧化碳,这个平均年龄只有31岁的年轻团队自愿研究当时已经存在并计划在未来实施的碳监测任务,并多次与科学家进行大胆沟通提出复杂和灵活。观测模式的优化方案对卫星平台有较高的要求,预期的科学回报大大提高。

那时,中国从未有过如此复杂的民用卫星观测模式,国际社会的经验也很少。同样采用类似观测模式的美国碳卫星在2009年未能发射。由于太空中缺乏先例,在项目的早期阶段存在一些恐惧和疑虑。采取“耀斑观察模式”,卫星正在移动,海面上的耀斑正在移动,两者之间的几何关系也在发生变化。这就像一个人走进房子,穿过墙镜的倒影,总是看着桌子上飘动的烛光。这要求眼睛不能瘫痪,颈部也要跟着。在卫星轨道上,不能直接计算这种关系。卫星不能像人脑一样聪明,可以想象实现的难度。能够适应耀斑观察的姿势指导法的制定是当时团队面临的一个问题。

这支年轻的团队不顾挑战,急于解决问题,并在2013年取得关键技术的突破。后来,通过分阶段的结果验证,逐渐赢得了各界专家的信任和认可。碳卫星的首席设计师刘武只是刚刚加入这项工作的研究生。凭借其扎实的数学和动力学,他迅速成为态度指导技术研究的主力军,现在他已成长为骨干。态度控制总监刘国华带领一支年轻的态度控制团队解决姿势控制问题,确保“行走步骤”顺畅可控。

每16天对地球进行一次“全面体检”

昨天,注定是一个不眠之夜。晚上8点,中国科学院微卫星创新研究所团队进行了最后一次课前会议。在每个职位落实后,它正式进入启动前的流程操作。在今天上午成功发射碳卫星之后,它们还将确保卫星的正常运行,包括规划卫星态度和观测模式。至于努力工作,他们只有一句话,“哪项研究不加班,熬夜”,他们不愿意多说。?

碳卫星副主任张永和表示,该团队还将赶赴西安监控运营中心,支持卫星的在轨控制。在卫星进入轨道后,首先必须确保所有部件正常工作,对于碳卫星的主要负载,二氧化碳探测器首先保持其温度要求。卫星在太空中停留了大约一个月,在探测器适应真空环境后,它开始收集二氧化碳数据。与日本碳卫星的300多个有效观测点相比,中国的碳卫星有效观测点数量级要大一个数量级。

碳卫星绕地球需要100分钟,每16天对地球进行一次“全面体检”。产生的数据不是直接可用的二氧化碳浓度分布,而是需要大气物理学家进行高精度的反演计算。最终在不同季节和地区形成排放的“体检报告”可准确区分2平方公里。

另一个用于碳卫星的辅助负载多光谱云和气溶胶探测器将用于测量辅助信息,如云和大气颗粒物,以消除干扰因素,以准确反转二氧化碳浓度。

标题:中国科学院碳卫星项目发射场发射队合影。受访者提供照片编辑:向建英