8月4日11時08分,,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,,成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星以及搭載的交通四號衛(wèi)星和閔行少年星順利送入預定軌道,,發(fā)射任務獲得圓滿成功。新華社發(fā)(鄭斌 攝)
新華社北京8月4日電 題:陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星“句芒號”成功發(fā)射看點透視
新華社記者胡喆,、宋晨
8月4日,陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星“句芒號”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心由長征四號乙遙四十運載火箭成功發(fā)射,。陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星是我國首顆森林碳匯主被動聯(lián)合觀測的遙感衛(wèi)星,,能夠?qū)崿F(xiàn)對森林植被生物量、氣溶膠分布,、葉綠素熒光的高精度定量遙感測量,。“句芒號”的升空,,標志著我國碳匯監(jiān)測進入遙感時代,。
此次發(fā)射也是自長征五號B運載火箭成功首飛以來,,長征系列運載火箭在800多天內(nèi)連續(xù)成功執(zhí)行的第100次宇航發(fā)射任務,國家航天局負責“句芒號”衛(wèi)星工程管理,、重大事項組織協(xié)調(diào),、發(fā)射許可審批,航天科技集團五院,、八院分別負責衛(wèi)星系統(tǒng)和運載火箭系統(tǒng)抓總研制,。
8月4日11時08分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,,成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星以及搭載的交通四號衛(wèi)星和閔行少年星順利送入預定軌道,,發(fā)射任務獲得圓滿成功。新華社發(fā)(鄭斌 攝)
嘗試“跨界”:“身懷絕技”的“技能之星”
句芒,,是中國古代民間神話中的木神,、春神,主管樹木發(fā)芽生長,,與祝融齊名,,象征對自然環(huán)境的敬畏與責任。國家航天局公布的信息顯示,,“句芒號”衛(wèi)星在軌運行后,,可獲取全球森林碳匯的多要素遙感信息,提高碳匯計量的效率和精度,,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人工碳匯計量手段,,為我國“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略落實提供重要的遙感支撐,。
森林碳匯監(jiān)測需要有高精度的植被數(shù)據(jù)作為支撐,,為達到這一要求,研制團隊嘗試“跨界”,,創(chuàng)新性地將天基測繪“激光雷達+光學相機”為代表的主被動聯(lián)合觀測手段應用到森林監(jiān)測中,。
獲取高精度的植被高度和面積信息是森林碳匯監(jiān)測的關鍵,對應到衛(wèi)星設計上,,即對激光雷達和多光譜相機提出了高要求,。為了讓“句芒號”具備高精度森林碳匯監(jiān)測能力,研制團隊基于現(xiàn)有技術基礎,,從性能提升,、配置方式、總體設計上做出創(chuàng)新突破,,最終滿足了森林碳匯監(jiān)測的需求,。
航天科技集團五院遙感衛(wèi)星總體部專家介紹,這種主被動聯(lián)合觀測模式,不僅充分發(fā)揮了激光雷達和多光譜相機的優(yōu)勢,,同時還能利用激光校準多光譜相機精度,。
8月4日11時08分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,,成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星以及搭載的交通四號衛(wèi)星和閔行少年星順利送入預定軌道,,發(fā)射任務獲得圓滿成功。新華社發(fā)(鄭斌 攝)
“準,、全,、細、精”:碳匯監(jiān)測的“專業(yè)之星”
植被高度,、植被面積,、葉綠素熒光和大氣PM2.5含量是計算森林碳匯能力的核心數(shù)據(jù)。作為森林碳匯監(jiān)測的“專業(yè)之星”,,“句芒號”配置了多波束激光雷達,、多角度多光譜相機、超光譜探測儀,、多角度偏振成像儀等4種載荷支持獲取以上數(shù)據(jù),,確保數(shù)據(jù)“準、全,、細,、精”。
植被測高結果“準”,?!熬涿⑻枴崩枚嗖ㄊす饫走_進行植被測高其實是一個抽樣測量的過程,通過計算激光到樹冠以及地面的時間差得出樹木的高度,,而衛(wèi)星一次測量發(fā)射出激光的光束數(shù)量、頻次決定著測量精度,。為最大程度提升植被測高的數(shù)據(jù)精度,,研制團隊通過數(shù)據(jù)反演、仿真分析,、應用測試,,最終使植被測高精度大幅提升。
獲取植被面積“全”,。為準確還原森林茂密程度,,研制團隊為衛(wèi)星設計安裝了5個多光譜相機,實現(xiàn)對地5角度立體觀測,。同時,,為了避免植被陰、陽面光線影響,研制團隊創(chuàng)新性提出月球定標方法,,確保5角度成像光譜響應一致,。實現(xiàn)這些能力后,5角度多光譜相機就能幫助“句芒號”繪制一幅“立體”植被分布圖,。
葉綠素熒光探測“細”,。葉綠素是植被光合作用的關鍵影響因素,葉綠素熒光高精度制圖便是“句芒號”支撐高精度監(jiān)測的重要環(huán)節(jié),。但葉綠素熒光的能量非常小,,僅有約0.5%到2%以熒光的形式發(fā)射出來,為提升葉綠素光譜探測精細程度,,科研人員為“句芒號”設計配置了超光譜探測儀,,創(chuàng)新使用了光柵分光原理,能夠探測到人眼所看不到的太陽光細微的明暗變化,。
大氣校正數(shù)據(jù)“精”,。為了去除大氣對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響,研制團隊首先為“句芒號”專門配置了偏振成像儀,,支持35個角度監(jiān)測大氣PM2.5含量,,獲取大氣橫向PM2.5含量信息。此外,,研制團隊還增配了大氣激光雷達,,用于獲取大氣縱向PM2.5含量信息。一橫一縱就將數(shù)據(jù)結果由二維變成了三維立體信息,,更加精準,。
8月4日11時08分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,,成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星以及搭載的交通四號衛(wèi)星和閔行少年星順利送入預定軌道,,發(fā)射任務獲得圓滿成功。新華社發(fā)(鄭斌 攝)
操控便捷:能自主規(guī)劃任務的“智能之星”
“句芒號”載荷多,、模式多,,但其操控十分便捷,是一顆具備自主任務規(guī)劃能力的“智能之星”,。
森林碳匯監(jiān)測是“句芒號”的主要任務,,除此之外,還可廣泛應用于環(huán)保,、測繪,、氣象、農(nóng)業(yè),、減災等領域,,支撐作物評估,、植物病蟲害監(jiān)測、災害應急成像等工作,。因此,,“句芒號”任務繁多,工作模式復雜,,研制團隊既要考慮讓衛(wèi)星支持更多應用,,還要考慮讓衛(wèi)星易用、好操控,。
為此,,研制團隊從硬件上保證各種載荷數(shù)據(jù)獨立傳遞,從軟件上讓衛(wèi)星“智能化”,,根據(jù)設定的邊界條件參數(shù)辨別海洋,、陸地、光照條件,,并以此自動規(guī)劃任務探測流程,,實現(xiàn)自主任務規(guī)劃。
8月4日11時08分,,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,,成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星以及搭載的交通四號衛(wèi)星和閔行少年星順利送入預定軌道,發(fā)射任務獲得圓滿成功,。新華社發(fā)(鄭斌 攝)
8月4日11時08分,,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星以及搭載的交通四號衛(wèi)星和閔行少年星順利送入預定軌道,,發(fā)射任務獲得圓滿成功,。新華社發(fā)(鄭斌 攝)