风云4号卫星中国航天科技集团8元

[“第十四个五年计划”时期，我国共计划发射7颗风云气象卫星。到2035年，我国气象综合实力要达到世界先进水平，气象深度要融入民生保障和产业发展，气象强国要基本建成。]。

微信开始，孤独的小人望着地球。美国航空航天局向世界公开的第一张全地球照片是“蓝色弹珠”。那是阿波罗17号宇航员拍摄的，视角在非洲大陆上空。

每当中国航天科技集团8院气象环境总办公室副主任、风云4号卫星主任设计师陈晓杰打开微信门时，想法都会自动飞到2017年9月25日。

那天是我国新一代静止轨道气象卫星风云4号A星正式投入使用的日子，微信启动画面相应地改变了面貌，——图像仍然是蓝色的地球，但展出的位置变成了东半球，被拍摄成风云4号A星。

“照片的视角是在中国上空观测到的地球，那种感觉很不一样。”陈晓杰至今对此印象深刻。

1969年初，罕见的雨雪冰冻灾难席卷了半个中国，当时世界上拥有气象卫星的国家只有苏联和美国。我国可以接收外国气象卫星云图，但只是单纯的“黑白图像”，无法挖掘原始数据或反演各种气象要素，因此应用受到极大限制。

1969年1月29日，周恩来总理提出：“要尽快改变落后的面貌，制造我们自己的气象卫星。”1970年2月，周总理亲自印发了中共中央、国务院、中央军委文件，下达了气象卫星开发任务。至此，我国气象卫星事业正式启动。

到目前为止，我国共成功发射了17颗风云系列气象卫星，目前有7颗轨道运行。最冷最暖的卫星通过观察地球在宇宙中的风云变化，指示我们多穿点衣服，打雨伞。

据中国气象局称，2021年我国计划发射风云4号B星和风云3号E星，在“第十四个五年计划”时代，共发射7颗风云气象卫星。“到2035年，我国要建立监测精密、预报、精密服务的气象业务体系，气象综合实力达到世界先进水平，气象深度要融入民生保障和产业发展，气象强国要基本建成。”李局长露出了国泰。

命运多舛，第一颗星发射39天后“夭折”

1988年9月4日，风云一号卫星总设计师孟执中站在几十米高的发射塔上，心里过河。

那是我国第一颗风云卫星原定发射的日子。但是指挥官下达了“5小时准备”命令，控制中心突然失去了卫星的所有遥测信号，发射中断了。

风云一号卫星工程总设计师林志敏下令进行现场检查。孟集中、在任姿态控制系统主任设计师徐福祥带着实验队员登上塔台紧张地对卫星进行“手术”。这时周围没有护栏，卫星下面有装满推进剂的火箭，每一个动作都要小心。

让孟志忠感到压力的是，预定的发射时间快到了，各地已经准备好了，正在不断打电话询问消息。从北京到上海，再到发射中心，沿途通信线路都部署了战士，都在岗位上等待发射消息。塔架的解决问题工作进展缓慢，孟中感到焦虑和抱歉。

到晚上为止，故障的原因是遥测CMOS电路在特定情况下产生了“闩锁”。实验队员们取下遥测仪，彻夜修理，第二天早上把它重新安装在卫星上。

三天后，近十年开发的风云一号A星成功发射，成为我国拥有极轨气象卫星的世界第三个国家。但是才过了一个月，事故又发生了。

当天，国家卫星气象中心的工作人员发现，接收的卫星云图逐渐倾斜，最终只能看到地球的圆弧。卫星失去控制了。

当时，中国气象局局长赵景梦急切地问道。还有办法吗？孟志忠无言以对。

没有安装备份设备，风云一号A星在众人眼前从太空“夭折”发射后只有39天。

世界宇宙历史上罕见的卫星地面结构。

1990年9月3日，风云一号B星成功发射。虽然可以及时提供第11届亚运会的天气预报，但仅仅10多天就发生了异常。

科学技术人员及时完成了修理，但发现了一个棘手的问题。卫星没有在部件选择和软件设计上进行辐射增强。由于这个漏洞，计算机电路芯片暴露在空间高能粒子的轰击下，很容易出现单粒子翻转问题。任何时候都可能导致计算机操作故障、姿态控制系统故障。

漏洞无法填补，唯一的方法是加强卫星的监视，如果出现问题，及时纠正。

孟执和徐福祥将科技人员分成两个工作组，轮流在西安卫星测量中心值班。他们利用卫星每天6次越境的机会，监视它的轨道工作情况。

1991年2月14日，除夕，卫星云图突然扭曲，继续滚动。此后的75天里，工作人员不停地轮流工作，开始了世界宇宙历史上罕见的卫星地面救援行动。他们像急救医生一样，一次恢复一次引起“紧急”发作的风云一号B星。但是频繁的“手术”大大伤害了卫星的元气，大大降低了寿命。

最终，风云一号B星断断续续工作到1992年11月，在轨道上累计运行285天后，没有达到一年的设计寿命指标。

“双弹一星”功勋科学家孙家栋院士，作为风云二号卫星工程总设计师，和“风云”在一起40多年了。他说：“我一辈子担任过好几个卫星总师，风云二号给我印象最深。”

1994

年2月，我国首颗地球静止轨道气象卫星——风云二号01星来到西昌卫星发射中心。经过多项测试后，卫星顺利加注了燃料，装上了固体远地点发动机，只待开展转场前的最后一次全面测试。

4月2日上午，测试开始。10点50分左右，固体远地点发动机燃烧爆炸，黑色浓烟夹着血红的火光涌出来，观测窗玻璃被震碎，厂房供电中断。

这次重大事故夺走了一位总装工人的生命，并导致30多位试验队员受伤住院。由于不了解肼燃料的性能和危险性，忽视了防静电和环境温湿度要求，航天人遭受了惨痛教训。

风云一号C星打了个漂亮的“翻身仗”

接二连三的事故，让风云卫星研制陷入低迷。但一次次跌倒的航天人，又一次次倔强地站了起来。他们将沉甸甸的经验教训汇编成册，成为指引后续工作开展的典型教材。

被任命主持风云一号C星研制工作时，孟执中已经60岁了。此前的挫折让他心有不甘。他分析，风云一号A星、B星未完成任务的原因，不在于性能指标没有达到要求，而是由于可靠性不高造成中途夭折。研制1颗长期可靠、稳定运行的业务应用气象卫星，成为团队共同的目标。

1999年5月10日，风云一号C星成功发射。这次发射后来被选为我国20世纪最后一年的3件大事之一，镌刻于中华世纪坛。2000年8月，世界气象组织将该卫星列入世界业务气象卫星序列。

风云一号C星打了个漂亮的“翻身仗”。它在轨稳定运行达7年，被誉为“太阳同步轨道长寿第一星”，揭开了我国气象卫星事业上新的一页。

此后，风云卫星发展之路越走越顺。

2002年，风云一号D星发射，成为国内寿命最长的遥感卫星之一。2004年发射的风云二号C星，是当时国内应用最为广泛的业务应用卫星，并获得世界气象组织的高度评价，被列为全球气象卫星观测网的重要业务卫星之一。2006年到2014年，我国先后发射4颗风云二号系列卫星，挑起了国家重大活动气象保障重担。

2008年，北京奥运会开幕前夕，我国第二代太阳同步轨道气象卫星风云三号首发星升空。此后，风云三号B星、C星、D星相继发射，实现了对风云一号的升级换代。它们组网运行、功能互补，实现从二维成像到三维探测、从单一光学到全谱段宽波谱探测，并使全球数值天气预报更新时间大幅缩短、预报时效延长，预报精度也进一步提高。

在国际“暗战”中逆袭，一颗星干两颗星的活

2021年1月15日，上海菜市场里的太湖矮脚菜，价格较10天前翻了一倍。当地媒体发现，这与近日连续出现的寒潮颇有关系。据气象台预报，1月16日又有寒潮侵袭，当地蔬菜供应单位提前部署，全力开展了应急保供工作。

天气变化影响着人们穿衣、出行，乃至生活的方方面面。国家卫星气象中心遥感应用室主任、风云气象卫星应用系统总设计师唐世浩介绍，为准确预报寒潮提供支撑，以及监测寒潮的发展和影响，只是风云卫星的“基本功”之一。

尤其是被称为中国气象卫星界“实力担当”的新一代静止轨道气象卫星——风云四号A星成功发射，使我国气象卫星技术从跟跑、并跑转向并跑、领跑，推动我国气象综合能力进一步提高。

回想起风云四号A星的研制和发射，陈晓杰感觉像一场激烈的竞赛。

2016年，仿佛事先约定过一样，中国、美国、欧洲、日本的新一代静止轨道气象卫星研制，均发展到紧要关头，大家暗中较着劲。

除了欧洲卫星由于种种原因至今尚未发射，2016年11月初，日本率先发射“向日葵9号”（Himawari 9）卫星。这颗卫星采用了许多美国的技术和产品，将代替该国此前发射的“向日葵8号”。

11月19日，美国新一代静止轨道气象卫星GOES-R发射。业界评价说，与以前的气象卫星相比，该卫星带来的飞跃如同从黑白电视变成高清彩电。

12月11日，我国风云四号A星发射。

陈晓杰表示，风云四号A星不仅对地综合观测能力全球领先，还是国际上首颗单星实现对地“多光谱二维成像+高光谱三维探测+超窄带闪电成像”综合观测的静止轨道气象卫星。

过去，垂直探测仪器和成像观测仪器的相互干扰，一直是国际上的难题。欧洲此前的做法是将两者分别放在2颗卫星上工作。

比起国际竞争对手，风云四号A星的性能毫不逊色。有人形容，这颗星同时干着2颗星的活。

据风云四号卫星系统总设计师董瑶海介绍，该卫星通过自主研制的SAST-5000卫星平台，实现了带有运动光学部件的多载荷同时工作，各载荷和谐共处。

该卫星搭载的多通道扫描成像辐射计，是当时我国静止轨道卫星最先进的辐射成像仪，能够每15分钟对东半球扫描一次，最高空间分辨率达到500米。“500米精度对于接近36000公里高的地球静止轨道来说，相当于在几公里之外放置几盏烛光，而且看得清清楚楚。”董瑶海说，这一精度与美国同期发射的GOES-R卫星相当。

同时，风云四号A星搭载的干涉式大气垂直探测仪，可以对大气进行垂直探测；搭载的我国首台星载闪电成像仪，可用广角镜头盯住我国及周边区域，不眠不休时刻准备拍摄，每秒能拍500张照片，记录闪电的频次和强度。

15年后，气象综合实力全球领跑

今年起，风云家族要“添丁”了。

据中国气象局消息，风云四号的第二颗卫星——风云四号B星，目前研制工作基本已经完成，按照计划，今年将择机发射。

风云四号B星的载荷得到了优化。例如，多通道扫描成像辐射计，部分通道得到了局部优化；大气垂直探测仪的空间分辨率也得到了提升。

同时，这颗卫星上新增了一台快速成像仪，它能通过调整镜头，根据指令对不同区域进行灵活的观测，分辨率在目前全球静止轨道气象卫星中最高。

唐世浩对此颇为期待。他说，目前风云四号A星对我国及周边区域的成像是5分钟一次，最高分辨率为500米。对一些尺度较小、持续时间较短的天气现象，可能就漏掉了。而风云四号B星搭载的快速成像仪，可以实现对数百万平方公里区域1分钟一次成像，最高分辨率达到250米左右，对中小尺度的天气系统具备更强的监测能力。

今年我国计划发射的风云三号E星，将是世界首颗晨昏轨道气象卫星。目前全球极轨气象卫星均为上午或下午轨道，意思是其观测时段为上午或下午。而风云三号E星将在晨昏时间进行观测，可弥补当前的观测空白，提高全球数值天气预报精度和时效。

唐世浩介绍，风云三号E星与目前在轨运行的风云三号系列卫星组网运行后，每天的观测时间分布将更均匀，并得到晨昏时间的气象资料。另外，过去风云卫星在夜间只能通过红外和微波仪器观测，而风云三号E星搭载了微光观测设备，具备可见光夜间观测能力。

记者从中国气象局获悉，“十四五”期间我国计划发射的风云卫星，轨道种类会进一步丰富。例如在地球静止轨道上，会有不同轨位风云卫星，通过光学和微波手段进行观测。在低轨方面，除了上午、下午轨道和晨昏轨道，我国还将向低倾角倾斜轨道发射降水卫星，主要对低纬度地区的降水进行监测。

唐世浩表示，未来风云卫星的发展主要包括提升对大气风场、云雨大气及其垂直结构的监测能力，提高监测精度和监测时效，同时增强卫星的协同机动观测能力等。（采 写：记者 付毅飞 策 划：陈 磊）