太空中多了一颗“碳星”(2)
因此,研制团队将相机方案定为“多角度、多光谱”遥感相机,并通过近一年的成像仿真实验,确定了0°、±19°、±41°共5个角度,能够使大气对于观测图像质量的影响最小化,同时满足现阶段林业遥感观测需求。
此后,研制团队又从总体设计上提出新增超光谱探测仪和多角度偏振成像仪,用于探测叶绿素荧光和大气气溶胶。
曹海翊介绍说,“碳星”集多种载荷于一身,在同一时刻、同一位置开展观测,数据相互的耦合度更好,观测结果更真实准确,这样的效果是多颗单一载荷卫星难以比拟的。
从“纸上开花”到“落地生根”
2017年,“碳星”的研制终于从“纸上开花”到“落地生根”——卫星正式批复立项。
进入工程化研制阶段的“碳星”,面临的首要问题却是“减肥”。4种载荷虽然让它拥有强大的功能,但也使它“超重”了100公斤,超出了火箭运载能力。
卫星上每个零件都有用,怎么减?研制团队用了“狠招”。黄缙说,当时大家把载荷全部拆散,变成零部件逐一称重,列出长长的清单,然后跟同类零件对比,看更换零件或采用轻量化材料能减轻多少。在结构方面,研制团队对卫星布局进行了调整优化,一些附属结构能共用就共用、能省掉就省掉。
终于,他们在确保应用效果的前提下,帮助“碳星”顺利通过“体重关”,甚至在发射时,火箭还能顺便搭载2颗小卫星。
复杂的载荷也给卫星热控设计带来了麻烦。“碳星”的多波束激光雷达是目前功耗最大的星载激光器组合体,最大功率达1600多瓦,但需要维持在20℃左右的工作环境,常规散热方式无法满足。
同时,“碳星”围绕地球南北两极运行,约90分钟飞一圈,其中有60分钟在“阳照区”、30分钟在“阴影区”,这使其表面在一个半小时内最大温差达到±90℃。而在它内部,载荷要发挥最佳性能,温度变化需控制在0.5℃以内。
既要给“碳星”“穿棉袄”,又要为它“装空调”,研制团队为此煞费苦心。通过一系列创新设计,他们终于攻克了这些难题。
如果说,此前我国遥感卫星是“看”地面、描述地面,“碳星”则实现了更深刻地描述物体物理属性。“这是遥感卫星从几何特性定量化探测向辐射特性定量化探测的跨越。”谈起“碳星”的意义,曹海翊自豪地说,“它不仅能服务于美丽中国建设,还将为我国在‘双碳’战略中获得更多话语权提供支撑!”
(责编:赵竹青、陈键)
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