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风云四号的“小伙伴们”:全球先进地球静止轨道气象卫星一览

2016-12-15不详佚名
-1于1977年7月14日发射,之后陆续发射了5颗“地球静止气象卫星”,一直运行到2003年。在此期间,东亚太平洋和澳大利亚地区的卫星观测主要依赖日本地球静止气象卫星。接替该系列卫星的是日本“多用途运输卫星”(MTSAT),这是由日本运输省和日本气象厅合作投资的,具备气象观测和飞行控制功能。在“向日葵8号”之前运行的多用途运输卫星2号,即“向日葵7号”,它于2006年2月18日发射,定位于东经145度,2010年7月1日成为主用业务卫星。

与“向日葵7号”相比,“向日葵8号”和“向日葵9号”都是专用气象卫星,没有飞行控制等功能,但它们更优的性能和先进的探测仪器使得其分辨率较此前提高一倍,观测间隔也大幅缩短,特别是对台风的观测能力大大提高。在2015年“苏迪罗”和2016年“尼伯特”“鲶鱼”等台风的监测中,“向日葵8号”提供了更加清晰的台风图像,帮助预报员更好地捕捉到了台风中心附近的风向及风速。(张格苗)

风云四号的“小伙伴们”:全球先进地球静止轨道气象卫星一览

▲欧洲MTG系列:欧洲最大型太空计划成果

欧洲下一代地球同步轨道气象卫星计划为MTG系列,该计划由欧洲气象卫星组织(EUMETSAT)和欧洲空间局(ESA)联合提出,将以MTG-I(成像卫星)和MTG-S(探测卫星)双星运行,各自承载不同的探测仪器,计划发射6颗卫星(4颗MTG-I和2颗MTG-S)。该计划被称为欧洲实施的最大型、最复杂的太空计划之一,首颗MTG-I卫星预计将于2018年发射。

ESA最初于1972年提出气象卫星计划,开始重点发展地球同步轨道应用,并于1977年11月23日成功发射了Meteosat-l卫星。1983年,欧洲16国筹建研制第二代地球静止轨道气象卫星(MSG),并规划了4颗可至少持续工作到2018年的卫星。自2000年起,欧洲气象卫星开发组织(EUMETSAT)与欧空局(ESA)开始规划下一代地球同步轨道气象卫星(简称MTG)。

MTG系列卫星均采用三轴稳定平台。MTG-I卫星上的主要载荷包括组合成像仪、闪电成像仪、数据采集系统以及搜救系统;MTG-S卫星上的主要载荷包括红外探测仪和紫外可见光近红外探测仪。

其中,MTG-I星搭载的组合成像仪将继承其上一代静止卫星系列自旋可见光红外成像技术,将高分辨率快速成像和全圆盘高光谱分辨率成像功能合并实现。在正常的工作模式下,组合成像仪覆盖地球圆盘一次只需要10分钟。此外,组合成像仪在云、气溶胶、湿度和火灾探测等方面的性能都得到了改进,并增加了新通道,提高了时间分辨率、空间分辨率和辐射测量分辨率。

MTG-S卫星上的“主角”则是地球同步轨道的红外探测仪,能够提供大气水汽和温度水平、垂直的立体分布和瞬时分布(即四维结构)信息。红外探测仪具有800个长波红外光谱通道和920个中波红外光谱通道,能够在60分钟内凝视和扫描整个地球圆盘。红外探测仪能穿透云和雨的毫米波波段,其观测对象包括长波红外波段的臭氧带和中波红外波段的一氧化碳。通过对自由对流层进行测量,红外探测仪可以得到边界层以下的污染增强等级信息。

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▲俄罗斯Electro-L:曾拍出地球最清晰图像

俄罗斯2011年发射的静止气象业务卫星Electro-L在2012年火了一把。当年5月,Electro-L仅用一个镜头拍摄到了地球高清完整照片,分辨率达到121兆像素,创造了截至2012年史前最清晰的地球图像。

与之前由拍摄合成的大部分地球图片不同,Electro-L气象卫星所拍摄的地球完整图片来自一个拍摄镜头,而不是通过多张图片合成完整的一张图片。由于仅通过一个拍摄镜头拍到地球全貌并不容易,因此这张完整高清地球照片显得非常珍贵。

早在上个世纪,苏联就宣布要发射静止轨道通信、海洋和气象卫星-N1(GOMS-N1),但计划一再推迟,一直到1994年11月才发射。它是三轴稳定卫星,定位于东经76度。但发射后成像仪故障,未能获取可见光图像。

第二代卫星Electro-L系列的第一颗Electro-L N1(又称为GOMS-N2)于2011年1月23日发射,三轴稳定姿态,定位于东经76度,装有10通道成像仪(MSU-GS),与欧洲“第二代气象卫星”的改进型自旋可见光红外成像仪(SEVIRI)相似,有3个可见光通道,7个红外通道和太阳地球物理探测器(GGAK)。同系列还有两颗卫星计划发射,一颗是Electro-L N2,定位于西经14.5度,另一颗是Electro-L N3,定位于东经166度。这3颗卫星将组成覆盖俄罗斯国土的静止气象卫星观测网。

事实上,由于俄罗斯国土大多处于高纬地区,静止气象卫星观测效果欠佳,极轨卫星观测频次又不够密,因此需要大椭圆轨道卫星观测。俄罗斯的大椭圆轨道卫星系统将通过Arctica项目来实现,该系统同时有两颗卫星在椭圆轨道运行,轨道周期12小时,每颗卫星对高纬地区观测6.4个小时后由另一颗卫星观测,使得一天24小时都能获得观测资料。

不过,虽然大椭圆轨道卫星仍然使用和Electro-L一样的卫星,探测仪器也相同,但已经不在地球静止轨道上了。

本文来源:不详 作者:佚名

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