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“会跳华尔兹的卫星”为我国赢得谈判主动权

发表于:2018-05-31 17:29:38
 ■中国科学院微小卫星创新研究院碳卫星团队六年磨一剑研制首颗二氧化碳监测卫星。最近,来自中国碳卫星的全球二氧化碳数据在国际学术界引起广泛关注
 
  从数据开始发布起,短短半年不到,收到数据订单数1.1万个,下载文件超过100万个,数据下载量突破27477.5GB。这就是中国首颗二氧化碳监测卫星所提供数据的热门程度!
 
  根据中国气象局国家卫星气象中心的最新统计,我国碳卫星的数据用户已达到75个,其中有不少是来自美国、德国、荷兰的国际用户。最近,来自中国碳卫星的全球二氧化碳数据在国际学术会议上一经公布,就引起世界同行广泛关注。二氧化碳监测有了中国数据!这为中国在国际碳排放谈判中赢得主动权,中国科学院微小卫星创新研究院碳卫星团队科研人员觉得自己的付出有了最具价值的回报。
 
  ■疯狂创新挑战“太空华尔兹”
 
  2009年哥本哈根气候大会刚结束,科学技术部就开始在国内部署碳卫星的研制工作。当时,中国科学院小卫星团队刚成立不久,但他们凭借创新的设计方案,获得承担研制碳卫星重任的机会。
 
  普通卫星的研发周期一般是四年,而碳卫星却经历了六年。作为我国首颗二氧化碳监测卫星,它的科学使命重大,而且还要不断随着科学前沿的进展,尽可能做到世界领先。
 
  “一颗会在太空中跳华尔兹的卫星”是同行给予碳卫星最形象、也是最高的评价。从来研制卫星,总追求它在轨道上的姿态更加稳定,生怕在轨道上“翻身”。可碳卫星却不然,它要观测的海面太阳耀斑、地面目标、太阳、月亮都是不停在动的目标。对卫星而言,不仅要能搜索到观测目标,还要满足一定的光线入射方向约束。所以它必须不断调整身姿,改变姿态角度。
 
  碳卫星副总设计师张永合说,一开始大家都觉得这个想法太疯狂,可就是这支平均年龄只有31.2岁的年轻团队实现了,因为他们充满一切为了科学目标的热情和勇气。
 
  一般而言,卫星到了正样研制阶段,技术方案都已经固定。可就在那时,美国的碳卫星在轨发现偏振问题。我们要不要改?如果改,那将是大调整! “图一时,还是图一世?”碳卫星总设计师尹增山反复掂量着这句话,最后决定改方案。
 
  最后,整星方案共做了13处大改动,有效载荷也重新做标定。此时离原定发射时间只有半年左右,要完成如此大的工作量,对整个团队是一次无比严峻的考验。很多人都住在实验室,三班倒、连轴转,但结果也令人欣喜——卫星的探测能力大幅提高,如今在轨实际测量精度超过了原定4ppm(百万分之一)的指标要求。
 
  ■团队里走出四位总设计师、六位副总设计师
 
  回访碳卫星团队,发现这群年轻人中的不少人已经成为技术骨干。“从碳卫星项目不到60人的团队,先后走出四位总设计师、六位副总设计师、十几位主任设计师,现在都在各卫星型号研制团队挑大梁。”尹增山说,给年轻人压担子,让他们迅速成长起来。
 
  从英国利兹大学通信工程专业学成归国,何晓苑的第一份工作就是担任碳卫星项目的数据传输分系统主任设计师。“在地面测试,数据传输必须做到100%正确,甚至要求零误码。”他说,因为太空中的恶劣工作环境会将错误放大,而数据传输出错,就相当于卫星失去了功能。
 
  有一次,何晓苑在做检测时,发现有那么几纳秒里,数据传输出现了一两个字节的错误。于是,他和同事立刻对单机进行归零查错。经过反复仔细的排查,最终发现是一根电缆的接头拧得松了一些。“就是这样的细节,不注意就会带来问题。”他说,由于碳卫星技术太新,很多都无现成经验可循,他必须仔细再仔细地考虑每一个细节。
 
  碳卫星中的云和气溶胶探测器,相比于立项初期,科学家期望增加三个角度偏振观测的要求,增加用漫反射板定标的方式。“很多想法听起来简单,但实现难度不小。除了载荷方要做大量修改,对平台星上软件来说,需要针对更改做大量测试验证。不过,既然科学家提出要求,再难我们也要试一试。”软件主任设计师万志强说,团队里的年轻人有着一股初生牛犊不怕虎的劲头,而且脑子里没有那么多既有的条条框框,将科学家提出的很多看似不可能实现的要求都一一实现。
 
  目前,碳卫星16天就能收集到覆盖全球的二氧化碳监测数据。不过,如果未来中国要实行碳交易,最好监测数据的更新频率也要提高,即至少两三天更新一次。这就需要4-6颗碳卫星组成碳星座。
 
  党的十九大报告提出,坚持和平发展道路,推动构建人类命运共同体。气候变化研究就是一项功在当代、惠及长远的事业,需要全球科学家持续不断的共同努力。尹增山说,期待我国碳排放监测卫星事业能够踏上新的征程。
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