10月25日6時(shí)57分，“海洋二號(hào)B”衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空并進(jìn)入預(yù)定軌道。這是繼9月7日“海洋一號(hào)C”衛(wèi)星成功發(fā)射入軌后，中國(guó)在一個(gè)多月內(nèi)發(fā)射的第二顆海洋衛(wèi)星。

什么是海洋衛(wèi)星？這種衛(wèi)星攜帶哪些有效載荷？“海洋二號(hào)B”衛(wèi)星和“海洋一號(hào)C”衛(wèi)星各有什么特點(diǎn)？中國(guó)在海洋衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀如何？未來有什么規(guī)劃？這些無(wú)疑是人們關(guān)注的問題。

九天之上對(duì)海洋明察秋毫

海洋衛(wèi)星是主要用于海洋水色色素的探測(cè)，為海洋生物的資源開發(fā)利用、海洋污染監(jiān)測(cè)與防治、海岸帶資源開發(fā)、海洋科學(xué)研究等領(lǐng)域服務(wù)而設(shè)計(jì)發(fā)射的一種人造地球衛(wèi)星。“海洋二號(hào)B”衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師張慶君指出，海洋占地球表面面積的70%以上，是生命的搖籃，資源的寶庫(kù)，全球氣候的重要調(diào)節(jié)器，也是世界貿(mào)易的大通道。人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展必然越來越多地依賴海洋，海洋也將為人類社會(huì)的繁榮和發(fā)展做出越來越大的貢獻(xiàn)。而開發(fā)、利用、保護(hù)海洋，必須增進(jìn)對(duì)海洋的認(rèn)知，人造地球衛(wèi)星為人類大面積、高精度、全方位認(rèn)識(shí)海洋，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，維護(hù)海洋開發(fā)環(huán)境安全等提供了重要技術(shù)手段。中國(guó)作為海洋國(guó)家，在推進(jìn)人類對(duì)海洋認(rèn)知方面負(fù)有重要責(zé)任，在保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)海洋資源與環(huán)境的可持續(xù)利用方面肩負(fù)重要使命。因此，中國(guó)致力于擴(kuò)大海洋衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，建立海洋衛(wèi)星體系，推動(dòng)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)。

自然資源部國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心主任蔣興偉指出，海洋衛(wèi)星能夠?qū)θ蚝Ｑ蟠蠓秶?、長(zhǎng)時(shí)期地觀測(cè)，為人類深入了解和認(rèn)識(shí)海洋提供了其他觀測(cè)方式都無(wú)法替代的數(shù)據(jù)源。海洋衛(wèi)星通過搭載各類遙感器來探測(cè)海洋環(huán)境信息。搭載遙感器類型不同，海洋衛(wèi)星的功能也不同，具體來說可分為3類即海洋水色衛(wèi)星、海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星。

蔣興偉介紹說，美國(guó)是世界上首個(gè)發(fā)展海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)的國(guó)家，在1978 年發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星SEASAT。近40 年來，美國(guó)發(fā)展了海洋環(huán)境衛(wèi)星、海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和海洋水色衛(wèi)星等不同類型的專用海洋衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了從空間獲取海洋水色和海洋動(dòng)力環(huán)境信息的能力。1979年2月，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆海洋衛(wèi)星“宇宙-1076”，用于衛(wèi)星試驗(yàn)和海洋氣象、大氣物理參數(shù)的測(cè)量。之后，該國(guó)4代系列海洋衛(wèi)星發(fā)射升空。俄羅斯繼承了蘇聯(lián)技術(shù)，發(fā)射了包括“Meteor-MN3”在內(nèi)的用于海洋觀測(cè)的衛(wèi)星。歐空局從1991年開始，接連發(fā)射了具有海洋觀測(cè)能力的ERS系列衛(wèi)星和后續(xù)衛(wèi)星Envisat 。2006年10月開始發(fā)射MetO系列衛(wèi)星等。目前，全球共有海洋衛(wèi)星或具備海洋探測(cè)功能的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星近百顆。

構(gòu)建觀海衛(wèi)星星座體系

剛剛發(fā)射入軌的“海洋二號(hào)B”衛(wèi)星與2011年8月發(fā)射“海洋二號(hào)A”衛(wèi)星一樣，都屬于海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星，主要任務(wù)是監(jiān)測(cè)和調(diào)查海洋環(huán)境，獲得包括海面風(fēng)場(chǎng)、浪高、海流、海面溫度等多種海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù)，直接為災(zāi)害性海況預(yù)警預(yù)報(bào)提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，為海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋權(quán)益維護(hù)、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋科學(xué)研究等提供支撐服務(wù)。

“海洋二號(hào)B”顯然是后來者居上，在兩個(gè)方面比“哥哥”“海洋二號(hào)A”高出一籌。一是本領(lǐng)更多?！昂Ｑ蠖?hào)B”除了裝載雷達(dá)高度計(jì)、微波散射計(jì)等載荷之外，新增了船舶識(shí)別和數(shù)據(jù)收集分系統(tǒng)，具備對(duì)全球船舶自動(dòng)識(shí)別以及接收、存貯和轉(zhuǎn)發(fā)中國(guó)近海及其他海域的浮標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)的能力。二是系統(tǒng)融合更好。衛(wèi)星作為高度集成的航天器，各系統(tǒng)之間融合至關(guān)重要?！昂Ｑ蠖?hào)B”研制團(tuán)隊(duì)在整星總裝、分系統(tǒng)、載荷、單機(jī)以及電纜包覆等環(huán)節(jié)做了針對(duì)性處理，使各個(gè)載荷之間互不影響，對(duì)海面高度、風(fēng)場(chǎng)、溫度等海洋動(dòng)力環(huán)境要素觀測(cè)更精確。

“海洋一號(hào)C”衛(wèi)星是“海洋一號(hào)”系列的第三顆衛(wèi)星，在類型上屬于海洋水色衛(wèi)星，用于觀測(cè)海水光學(xué)特征、葉綠素濃度、海表溫度和海洋污染物質(zhì)，并兼顧觀測(cè)海水、淺海地形、海流特征等要素等?！昂Ｑ笠惶?hào)C”成功發(fā)射后，將為全球大洋水色水溫業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)，為中國(guó)近海海域與海島、海岸帶資源環(huán)境調(diào)查、海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋資源可持續(xù)利用、海洋生態(tài)預(yù)警與環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，也可為氣象、農(nóng)業(yè)、水利等行業(yè)應(yīng)用提供支持。“海洋一號(hào)C”裝載了海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀、紫外成像儀、星上定標(biāo)光譜儀和船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等5個(gè)有效載荷。與“海洋一號(hào)A”和“海洋一號(hào)B”相比，該星觀測(cè)精度、觀測(cè)范圍、使用壽命均有大幅提升。比如，其攜帶的海洋水色水溫掃描儀幅寬更大，幾乎是A星搭載的兩倍，一天即可掃描全球的陸地和海洋。“海洋一號(hào)C”入軌以來，所有載荷運(yùn)行狀態(tài)良好并已經(jīng)回傳了大批高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

2016年8月成功發(fā)射的“高分三號(hào)”是中國(guó)首顆兼顧海陸觀測(cè)的雷達(dá)成像衛(wèi)星。它能全天候、全天時(shí)實(shí)現(xiàn)全球海洋和陸地信息的監(jiān)視監(jiān)測(cè)，并通過左右姿態(tài)機(jī)動(dòng)擴(kuò)大對(duì)地觀測(cè)范圍、提升快速響應(yīng)能力。張慶君指出，在該衛(wèi)星研制過程中，中國(guó)科學(xué)家攻克了整星機(jī)電熱一體化設(shè)計(jì)、多極化相控陣天線、脈沖大功率供電等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，綜合性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。“高分三號(hào)”不但可以監(jiān)測(cè)中國(guó)臨近海域的風(fēng)暴潮、熱帶氣旋、海冰、海面溢油、綠潮等，而且可以監(jiān)視海岸帶、海面船舶、島礁人工設(shè)施、海上石油平臺(tái)等，為災(zāi)害監(jiān)測(cè)和評(píng)估、應(yīng)對(duì)重大環(huán)境事件提供地理空間信息支持。“高分三號(hào)”的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，極大改善了中國(guó)民用天基高分辨率合成孔徑雷達(dá)圖像全部依靠進(jìn)口的狀態(tài)，為國(guó)內(nèi)各行業(yè)用戶提供了高質(zhì)量、高精度對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)，已成為中國(guó)實(shí)施海洋開發(fā)、陸地環(huán)境資源監(jiān)測(cè)和防災(zāi)減災(zāi)的重要技術(shù)支撐。

寶貴數(shù)據(jù)資源服務(wù)全球

中國(guó)目前已經(jīng)初步形成了“海洋一號(hào)”“海洋二號(hào)”“高分三號(hào)”系列衛(wèi)星為代表的海洋水色、海洋動(dòng)力環(huán)境及海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)系列衛(wèi)星，建立起了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的海洋遙感衛(wèi)星觀測(cè)體系并已發(fā)揮了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

張慶君指出，根據(jù)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，適應(yīng)海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護(hù)、海域使用管理、極地大洋管理和海洋權(quán)益維護(hù)等方面的需求，中國(guó)應(yīng)大力發(fā)展海洋系列衛(wèi)星，為海洋災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和防災(zāi)減災(zāi)建設(shè)提供全方位的信息服務(wù)，統(tǒng)籌建設(shè)三類海洋衛(wèi)星體系，構(gòu)建中國(guó)海洋衛(wèi)星星座。

蔣興偉表示，根據(jù)中國(guó)民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和《海洋衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)將研制和發(fā)射上述3大類系列海洋衛(wèi)星共十余顆。具體來說，在海洋水色衛(wèi)星方面，“海洋一號(hào)C”將于2019年迎來小弟弟“海洋一號(hào)D”，與其組成中國(guó)首個(gè)海洋民用業(yè)務(wù)衛(wèi)星星座，進(jìn)行組網(wǎng)觀測(cè)，大幅提高水色衛(wèi)星全球覆蓋能力。在海洋動(dòng)力衛(wèi)星方面，“海洋二號(hào)B”將陸續(xù)迎來后續(xù)星即“海洋二號(hào)C”和“海洋二號(hào)D”，實(shí)現(xiàn)3星組網(wǎng)，探測(cè)海面高度、海面風(fēng)場(chǎng)和海面溫度信息。此外，還將發(fā)射中法海洋衛(wèi)星、海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星，它們作為新型海洋動(dòng)力衛(wèi)星將獲得海面波浪譜和海洋鹽度信息的探測(cè)數(shù)據(jù)。在海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)方面，“高分三號(hào)”將聯(lián)手未來發(fā)射的兩顆合成孔徑雷達(dá)業(yè)務(wù)衛(wèi)星，組建監(jiān)視觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)

三大類系列衛(wèi)星同時(shí)在軌運(yùn)行，可為海洋環(huán)境資源、海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋經(jīng)濟(jì)、海洋生態(tài)、海洋安全等領(lǐng)域提供不同分辨率、不同時(shí)效、不同種類的豐富的多源海洋環(huán)境信息，同時(shí)還可服務(wù)于氣象、環(huán)境、交通、農(nóng)業(yè)和水利等行業(yè)的部分業(yè)務(wù)需求。

值得一提的是，中國(guó)正在努力搭建的海洋衛(wèi)星星座系統(tǒng)是國(guó)際空間基礎(chǔ)設(shè)施，獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)不僅服務(wù)自身，而且向世界各國(guó)和地區(qū)開放，廣泛造福于國(guó)際社會(huì)并且已經(jīng)使包括美國(guó)在內(nèi)的很多國(guó)家從中受益。

自然資源部國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心研究員、“海洋二號(hào)”衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張有廣介紹說，2012年10月，“海洋二號(hào)A”在美國(guó)應(yīng)對(duì)“桑迪”颶風(fēng)中立下汗馬功勞。該衛(wèi)星提前1天成功觀測(cè)到“桑迪”并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其移動(dòng)方向，為有效防范贏得寶貴預(yù)警時(shí)間。美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局研究人員分析后指出，“海洋二號(hào)A”是全球唯一在軌獲取到颶風(fēng)期間海面高度信息的衛(wèi)星，為“桑迪”颶風(fēng)的觀測(cè)提供了寶貴的數(shù)據(jù)源。（張保淑）