研發背景
自20世紀70年代起,中國就已具備接收國外衛星雲圖的能力。但只能接收圖像,並未定量處理,無法挖掘原始數據或推算出各種氣象要素,沒有充分開發其利用價值。
1978年,黨的十一屆三中全會勝利召開,中國氣象衛星事業發展乘上了改革開放的東風。氣象部門引進了氣象衛星資料處理軟體,從20世紀70年代末到80年代初,在運算速度不及如今個人電腦百分之一的“大型機”上,國家衛星氣象中心團隊下苦功夫,熟練掌握了衛星資料定量處理技能。
研發歷程
1969年1月29日,周恩來總理在接見中央氣象局(中國氣象局原名)等單位的代表時指示,一定要採取措施,改變落後面貌,應該搞自己的氣象衛星。
1970年2月16日,衛星研製任務下達到剛剛組建的上海航天基地。
1977年,國防科工委在上海召開氣象衛星大總體方案論證會,會議正式上報中國第一顆太陽同步軌道氣象衛星命名為“風雲一號”,從此開啟了中國風雲氣象衛星的新紀元。
1985年,得益於聯合國開發計畫署對開發中國家的NOAA衛星資料套用援助項目,國家衛星氣象中心業務人員自主開發了一套完整的衛星資料處理系統,為風雲一號地面系統的研發奠定了堅實基礎。在風雲一號發射前半年,包含14個軟體包、40萬條程式的風雲一號地面資料接收處理系統正式開發完成,達到當時的國際先進水平。
軟體日益進步的同時,硬體也在全速構建,自1974年起,國家衛星氣象中心開始組織衛星資料接收處理系統的可行性研究,經過兩年選址、8年建設,北京、廣州、烏魯木齊三地氣象衛星地面站拔地而起。1987年12月26日,風雲一號氣象衛星資料接收處理系統通過國家驗收。
發射經過
1988年9月4日,在太原衛星發射中心,衛星發射進入倒計時,發射塔上,運載火箭燃料加注完畢。西至喀什、南至海南的測控網站,也已全部打開。指揮員發出命令:“5小時準備!”就在這關鍵時刻,發射控制中心的控制台上,突然失去了A星所有的遙測信號。指揮部不得不決定停止發射。
台北時間1988年9月7日凌晨4時30分19秒,中國國第一顆氣象衛星“風雲一號”A星發射升空。衛星準確進入901公里高度的太陽同步軌道,姿態控制系統僅用了122.6秒,就完成了對地球的初始捕獲。隨後,國內衛星首次使用的摺疊伸展式太陽帆板按預定程式解鎖、伸展,為整星提供能源。按程式掃描輻射計的四個可見光通道順利開通,探測信息經過衛星傳輸信道源源不斷地發往全球氣象衛星地面站。至此,第一顆氣象衛星發射成功。
接收圖像
1988年9月7日,“風雲一號”A星星箭分離後14分鐘,廣州氣象衛星地面站率先收到幾百幀雲圖信號,並實時傳送到國家衛星氣象中心。由於是凌晨,天還沒有亮,光照條件差,可見光通道圖像是黑的,這便是中國氣象衛星最早的信息。
1988年9月7日6時9分,資料處理系統的圖像終端上,出現了氣象衛星發回的第一幅雲圖照片。這是一幅蘇聯、亞洲地區上空的衛星雲圖照片。在場的專家們分析認為,照片圖像清晰,紋理清楚,層次豐富,初步表明中國第一顆太陽同步軌道氣象衛星有較好的技術性能。3小時後,在世界氣象組織二區協第九屆會議上,時任世界氣象組織主席、中國國家氣象局局長
鄒競蒙手舉該衛星雲圖,向與會代表展示了風雲一號A星提供的首圖。
衛星失效
1988年10月15日下午,“風雲一號”A星傳回的圖像發生扭曲,證明衛星沿滾動軸方向嚴重偏轉,衛星姿態失控,導致整星失效,衛星未能達到考核壽命半年的要求。這時,距離該衛星升空39天。
研發團隊
功能參數
衛星本體是1.4×1.4×1.2米的六面體,星體外側對稱安裝六塊太陽能帆板,衛星總長度為8.6米,星重750千克,三軸定向穩定,衛星高900公里,傾角99°,周期102.86分鐘,每天衛星繞地球為14圈。
衛星攜帶多光譜可見光紅外掃描輻射儀,它有五個通道,用於獲取晝夜可見光、紅外雲圖,冰雪覆蓋、植被、海洋水色、海面溫度等。
衛星資料傳送方式有:甚高解析度傳輸(HRPT),低解析度圖象傳送(APT)和延遲圖象傳輸(DPT)。
衛星意義
1989年1月,國防科工委召開了“風雲一號”氣象衛星首次飛行試驗技術總結會。鄒競蒙講道:“無論從中國的空間技術的發展,還是從中國的氣象科學技術發展,‘風雲一號’氣象衛星的首次發射成功都具有劃時代的意義。第一,在太原衛星發射中心第一次打成了太陽同步軌道衛星; 第二,‘風雲一號’第一顆衛星在中國國內首次採用了不少先進的關鍵技術並首先得到了考核,例如可伸展的大面積摺疊式太陽電池陣,反作用飛輪全數字的姿態控制系統,首次使用了磁帶機記錄雲圖信息,首次採用了五通道掃描輻射計,而且實現了輻射致冷技術; 第三,可見光雲圖質量很高,博得國內外的良好評價。”
風雲一號A星的成功發射,是中國氣象史上濃墨重彩的一筆,是中國衛星和地面系統建設從無到有的重要節點。從此,中國告別了完全依賴外國氣象衛星數據的歷史,擁有了屬於自己的衛星體系。
在風雲一號A星研發過程中,中國建成了具有國際先進水平的地面套用系統,為後續改良和創新打牢基礎;形成了一支有實力的研發隊伍,成為日後研發壯大風雲衛星家族的中堅力量。這也是後來風雲衛星在軌服務時間普遍超過衛星壽命期,甚至運行長達10年的基礎所在。