文章來(lái)源：中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2022-08-10
8月4日，由航天科技集團(tuán)五院遙感衛(wèi)星總體部抓總研制的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。
遙瞰綠水青山，助力雙碳實(shí)現(xiàn)。有一群勇敢、堅(jiān)定、拼搏、奉獻(xiàn)的航天人守護(hù)著新時(shí)代的“美麗中國(guó)”。曾經(jīng)，他們創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)光學(xué)測(cè)繪衛(wèi)星領(lǐng)域的一個(gè)又一個(gè)里程碑。現(xiàn)在，他們高擎“綠水青山”的大旗，大步流星、無(wú)畏前行，用行動(dòng)詮釋著“遙感力量”，他們就是五院陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)。
不差一度，不漏一滴
多波束激光雷達(dá)是全球首次裝載了5臺(tái)植被測(cè)距激光器、2臺(tái)大氣氣溶膠雙波長(zhǎng)激光器和一臺(tái)4譜段多光譜相機(jī)的空間遙感器。作為衛(wèi)星主載荷，也是目前空間最大功耗的激光器組合體，激光器功率高達(dá)400瓦特，地面啟動(dòng)后需要及時(shí)對(duì)外排散熱量才能維持激光器正常工作溫度。熱控設(shè)計(jì)需要低于10攝氏度的工作環(huán)境，常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)無(wú)法有效保障，需要設(shè)置專門冷源。
此前就有專家擔(dān)心：“常規(guī)的水冷循環(huán)系統(tǒng)相對(duì)成熟，但由于水的導(dǎo)電性，在整星應(yīng)用一旦泄漏，后果不堪設(shè)想。”“必須萬(wàn)無(wú)一失，我們絕對(duì)不能用水！”衛(wèi)星副總師張新偉在方案討論會(huì)上異常堅(jiān)定。為此，碳星熱控設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟了從工質(zhì)選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)再到工程實(shí)施、長(zhǎng)期運(yùn)維保障的漫漫攻堅(jiān)路。
目標(biāo)堅(jiān)定是成功利器，而成功遠(yuǎn)沒(méi)有想象中那么輕而易舉。選擇了無(wú)毒、無(wú)害、不易導(dǎo)電的新型高換熱特性工質(zhì)后，隨之而來(lái)的還有工質(zhì)與管道系統(tǒng)兼容性、多套循環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜性、多次插拔操作的可靠性等問(wèn)題需要逐一攻克。
“不差一度，不漏一滴”是熱控主任設(shè)計(jì)師江利鋒對(duì)自己的要求。為此，江利鋒帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)研究方法，查找問(wèn)題原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。他不斷翻閱資料和筆記，一邊認(rèn)真琢磨設(shè)備特點(diǎn)，一邊反復(fù)實(shí)踐操作……最終，保證了激光器在2年的地面測(cè)試期間工作溫度波動(dòng)小于1攝氏度，液冷系統(tǒng)滴液未漏。
不歸零，不下山
凌晨2點(diǎn)，夜深人靜的時(shí)候，在三亞數(shù)傳地面站旁的山上、山下各有一名碳星研制團(tuán)隊(duì)的女將緊張有序地配合著。她們緊盯電腦屏幕，不斷調(diào)整參數(shù)，一遍一遍地對(duì)鏈路指標(biāo)進(jìn)行核對(duì)、測(cè)試。“沒(méi)關(guān)系，再來(lái)一遍，這誤碼率不歸零，咱不下山。”測(cè)控主任設(shè)計(jì)師張莎莎說(shuō)。
為了解決載荷數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)率高的技術(shù)難題，碳星的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由傳統(tǒng)遙感衛(wèi)星的單一調(diào)制模式升級(jí)為可變編碼調(diào)制，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)通過(guò)5種調(diào)制模式達(dá)到最高2×1.5Gbps的傳輸速率，傳輸效率提升2倍，使得衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了近實(shí)時(shí)遙感數(shù)據(jù)獲取。
如此復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，地面聯(lián)試驗(yàn)證工作難度也可想而知。由于聯(lián)試場(chǎng)地的山上環(huán)境復(fù)雜且無(wú)人值守，工作一旦開(kāi)始就不能停止。當(dāng)晚的工作一切進(jìn)展非常順利，最后一個(gè)測(cè)試模式鏈路成功建立，指標(biāo)完全滿足要求。
張莎莎盯著屏幕上的突發(fā)零星誤碼，她知道這時(shí)離“完美”還差一小步。鏖戰(zhàn)到凌晨5點(diǎn)，她們最終排除了地面天線受復(fù)雜山體環(huán)境影響的問(wèn)題，看到誤碼實(shí)時(shí)比對(duì)結(jié)果持續(xù)歸零，“給力，終于成了！”90后設(shè)計(jì)師姚鑫雨從座位上跳了起來(lái)。
可以更精，為了更精
“為什么還要改？”“不是已經(jīng)滿足研制要求了嗎？”“清楚這個(gè)更改可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)嗎？”面對(duì)專家們的質(zhì)疑，超光譜主任設(shè)計(jì)師王偉剛用他帶著鄉(xiāng)音的普通話，低聲堅(jiān)定重復(fù)著一句話“可以更好，還可以更好……”
碳星的超光譜探測(cè)儀作為國(guó)際上首臺(tái)在軌應(yīng)用的植被葉綠素?zé)晒馓綔y(cè)專用光譜成像儀，從原理方案、工程研制到地面驗(yàn)證都充滿了挑戰(zhàn)。
葉綠素?zé)晒獾哪芰糠浅Ｐ。参镂盏墓饽軆H有約0.5%—2%以熒光的形式發(fā)射出來(lái)。但它的作用卻很大，能反映植被光合作用情況，揭示植被健康狀態(tài)和碳匯能力。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)“極弱目標(biāo)”的探測(cè)，在探測(cè)儀鑒定產(chǎn)品已經(jīng)全面滿足全部指標(biāo)要求的情況下，研制團(tuán)隊(duì)還是做出了大膽而又艱難的決定，“改！繼續(xù)優(yōu)化！”他們更換了更適合弱目標(biāo)探測(cè)的元器件，加之一系列的反復(fù)驗(yàn)證測(cè)試，最終確保反演精度進(jìn)一步提高。
做國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的事情總是有太多未知和挑戰(zhàn)在前方等待。超光譜探測(cè)儀分辨率由高光譜相機(jī)的5納米提高到0.3納米，能夠探測(cè)到人眼所看不到的太陽(yáng)光細(xì)微的明暗變化，繪制成太陽(yáng)弗朗和費(fèi)暗線。超高的靈敏度使其對(duì)潔凈度要求極高，與傳統(tǒng)光學(xué)載荷不同，需要在整星環(huán)境持續(xù)性檢驗(yàn)探測(cè)儀是否處于最佳狀態(tài)。
但由于測(cè)試場(chǎng)地限制，無(wú)法使用專業(yè)光譜測(cè)試設(shè)備。“既然專業(yè)的不行咱就上‘土辦法’”，總體副主任設(shè)計(jì)師毛一嵐絲毫沒(méi)有退縮，自己動(dòng)手改造，購(gòu)買手持光源、更換單色燈珠、巧搭測(cè)試光路，終于實(shí)現(xiàn)了“有限條件”下的“無(wú)限可能”。
一個(gè)平淡無(wú)奇的下午，隨著力學(xué)試驗(yàn)廠房的天窗里灑下一道陽(yáng)光，一條完美的太陽(yáng)弗朗和費(fèi)暗線呈現(xiàn)在毛一嵐面前，“這是真的嗎？簡(jiǎn)直太美了！”方案報(bào)告中的理論變成現(xiàn)實(shí)。如今毛一嵐回憶起來(lái)，記憶中的畫面依然清晰，“那時(shí)我的心跳動(dòng)得很厲害，興奮、自豪！一切都值了。”
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