揭開“降水星”神秘面紗（主題）
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工人日報-中工網記者 車輝 王羨茹
4月16日，距離地球407公里的浩瀚太空中又增加了一顆閃亮的“中國星”——風云三號G星。這是風云氣象衛星家族的第20顆衛星，也是風云三號系列衛星發射的第6顆星作為中國首顆低傾角軌道降水測衛星。它的成功發射標志著我國成為全球唯一同時業務運行晨昏、上午、下午和傾斜四條近地軌道民用氣象衛星的國家。
這顆衛星發射背后有怎樣的故事？它將為全球天氣監測預報服務貢獻哪些中國力量？
解決地面降水監測盲區問題
特殊的外觀、特殊的軌道，取決于它特殊的使命——解決臺風等災害性天氣系統強降水監測問題，為世界提供全球中低緯地區降水三維結構信息。
國家衛星氣象中心副主任、風云三號極軌衛星地面系統總指揮張鵬對記者說，這顆衛星的上天將對目前地面預報降水實現互補，大大提高降水預報的精度，也對人工影響天氣作業產生有利影響。
“特殊的外觀、特殊的軌道，取決于它特殊的使命——解決臺風等災害性天氣系統強降水監測問題，為世界提供全球中低緯地區降水三維結構信息，因此我們也稱它為‘降水星’。”張鵬說。
目前，我國已建成比較完備的地面監測網，其中地面降水雷達在監測降水三維信息方面發揮了巨大作用，但它在廣袤海域或地形復雜等地區存在監測盲區。而衛星在監測這些區域方面具有特殊優勢。如何將降水雷達搬到衛星上，實現強強聯合？張鵬表示，研制風云三號G星的目的就在于此，在太空中實現對降水結構的三維滴譜探測，地空天協同，解決地面降水監測盲區的問題。
通過主動降水雷達、微波降水遙感和紅外降水估計，風云三號G星可以提供降水結構的三維立體監測信息，這對于我國強降水監測預報預警、降水機理研究和支撐人工影響天氣業務開展，具有非常重要的意義。
實現多項技術突破
2006年，第二代極軌氣象衛星的首發星風云三號A星正處于后期工程研制階段，發射指日可待。當時氣象衛星科技工作者就已在謀劃，“實現升級換代后，未來極軌衛星的技術攻關將指向何方”？
“在大氣科學發展需求、氣象業務發展需求和航天科技進步需求等三方需求牽引下，我們共同確定了風云三號‘降水星’的研制任務。”張鵬說。
鎖定目標后，承擔這一重大工程任務的氣象和航天工作者便開始緊鑼密鼓地部署推動。2015年，“降水星”正式納入風云三號工程建設；2018年，天地一體化5大系統研制工作正式啟動……“就在上個月，我們完成了衛星發射前整個地面系統的聯調聯試工作，這標志著地面系統準備好，具備了接收處理‘降水星’資料的能力。”風云三號G星地面系統總設計師谷松巖說。
如今，位于非太陽同步軌道上的風云三號G星，在407公里的太空中自由翱翔，兩個太陽能板如同它的翅膀，使其能游刃有余地持續獲取太陽能量。谷松巖表示，太陽同步軌道衛星只有一個太陽能板，因為它與太陽的夾角始終不變，因此可以持續獲取太陽能量，而“降水星”與太陽的夾角是變化的，當太陽能板與太陽間的夾角小于某個角度時，它就不能獲取足夠能量，需要通過掉頭利用另一側的太陽能板繼續獲取太陽能量。
此外，“降水星”運行時并不經過南北極，無法借用南北極的衛星接收站的數據中轉功能，如果僅靠國內衛星地面站來接收“降水星”的監測資料，可能需要16個小時才能完成數據同步。“我們通過中繼技術實現了數據傳輸，將數據獲取時間從16小時壓縮到3小時內，這也是民用衛星首次使用中繼技術開展業務數據傳輸。” 谷松巖解釋。
國內首次實現星載主被動微波聯合測量降水系統三維結構、首次實現星載被動微波輻射計成像和探測一體化設計、首次生成風云三號被動微波多星融合綜合數據集……一項項技術突破的背后，其實也是中國航天工業研制能力穩步提升的寫照。
據悉，目前我國第三代極軌氣象衛星風云五號的技術攻關方向也在同步謀劃中。未來，風云衛星將通過不斷提升星載降水探測能力，促進我國降水探測能力及預報準確率的提高，進而為全球應對氣候變化提供支撐。
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責任編輯：Rex_26
