“句芒號(hào)”上天 太空“碳匯王者”有多牛？

8月4日11時(shí)08分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征四號(hào)乙遙四十運(yùn)載火箭，成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星“句芒號(hào)”送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

句（gōu）芒，是中國(guó)古代民間神話中的木神、春神、東方之神，主管樹木的發(fā)芽生長(zhǎng)。以它命名的衛(wèi)星“句芒號(hào)”，是世界首顆森林碳匯主被動(dòng)聯(lián)合觀測(cè)的遙感衛(wèi)星，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)森林植被生物量、氣溶膠分布、葉綠素?zé)晒獾母呔�度定量遙感測(cè)量，是太空的“碳匯王者”。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院專家介紹，在“句芒號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射前，我國(guó)傳統(tǒng)的碳匯測(cè)量主要依靠人工對(duì)森林植被進(jìn)行抽樣監(jiān)測(cè)，碳星的應(yīng)用將改變這一現(xiàn)狀，標(biāo)志著我國(guó)碳匯監(jiān)測(cè)進(jìn)入天基遙感時(shí)代。

“森林碳匯監(jiān)測(cè)需要有高精度的植被數(shù)據(jù)作為支撐，為了達(dá)到這一要求，研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將天基測(cè)繪‘激光雷達(dá)+光學(xué)相機(jī)’為代表的主被動(dòng)聯(lián)合觀測(cè)手段應(yīng)用到森林監(jiān)測(cè)中�！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院專家表示，通過衛(wèi)星獲取高精度數(shù)據(jù)，對(duì)激光雷達(dá)和多光譜相機(jī)要求很高。衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)基于現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出了天基森林碳匯監(jiān)測(cè)的“絕佳方案”：以激光雷達(dá)波束翻倍、重頻提升逾30倍，配置5個(gè)多光譜相機(jī)進(jìn)行5角度綜合觀測(cè)。這種主被動(dòng)聯(lián)合觀測(cè)模式，不僅充分發(fā)揮了激光雷達(dá)和多光譜相機(jī)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能利用激光校準(zhǔn)多光譜相機(jī)精度，充分滿足了森林碳匯監(jiān)測(cè)的精度需求。

植被高度、植被面積、葉綠素?zé)晒夂痛髿釶M2.5含量是計(jì)算森林碳匯能力的核心數(shù)據(jù)。為此，“句芒號(hào)”衛(wèi)星配置了多波束激光雷達(dá)、多角度多光譜相機(jī)、超光譜探測(cè)儀、多角度偏振成像儀等多種載荷支持獲取以上數(shù)據(jù)，其先進(jìn)的技術(shù)還能確保數(shù)據(jù)“準(zhǔn)、全、細(xì)、精”。

值得一提的是，葉綠素是植被光合作用的關(guān)鍵影響因素，為提升葉綠素光譜探測(cè)精細(xì)程度，科研人員為“句芒號(hào)”衛(wèi)星設(shè)計(jì)配置了超光譜探測(cè)儀，創(chuàng)新性使用了光柵分光原理，將光譜分辨率較傳統(tǒng)提升了10倍，實(shí)現(xiàn)國(guó)際首次0.3nm精細(xì)探測(cè)，能夠探測(cè)到人眼所看不到的太陽(yáng)光明暗細(xì)微變化。

航天科技集團(tuán)五院專家介紹，“句芒號(hào)”衛(wèi)星工作模式極其復(fù)雜，按照載荷工作模式組合計(jì)算多達(dá)47種。除了碳匯測(cè)量外，“句芒號(hào)”衛(wèi)星還能夠完成其它多個(gè)領(lǐng)域的任務(wù)。例如，它可應(yīng)用于環(huán)保、測(cè)繪、氣象、農(nóng)業(yè)、減災(zāi)等領(lǐng)域，支撐作物評(píng)估、植物病蟲害監(jiān)測(cè)、災(zāi)害應(yīng)急成像等工作。

另外，研制團(tuán)隊(duì)考慮要讓衛(wèi)星支持更多應(yīng)用的同時(shí)，還要考慮衛(wèi)星易用、好操控。為此，研制團(tuán)隊(duì)從硬件上保證各種載荷數(shù)據(jù)獨(dú)立傳遞，從軟件上讓衛(wèi)星“智能化”，根據(jù)設(shè)定的邊界條件參數(shù)實(shí)現(xiàn)自主辨別海洋、陸地、光照條件，并以此自動(dòng)規(guī)劃“最佳探測(cè)任務(wù)”流程，實(shí)現(xiàn)完全的自主任務(wù)規(guī)劃。在這種設(shè)計(jì)下，除了特殊或突發(fā)的任務(wù)外，“句芒號(hào)”衛(wèi)星無需用戶“操心”，就能如同智能掃地機(jī)器人一樣，一鍵開機(jī)，掃哪里、怎么掃、一氣呵成。

責(zé)任編輯：宋清