“遙感力量”守護“美麗中國”
——記航天科技集團五院陸地生態系統碳監測衛星研制團隊
——記航天科技集團五院陸地生態系統碳監測衛星研制團隊
文章來源：中國航天科技集團有限公司 發布時間：2022-08-10
8月4日，由航天科技集團五院遙感衛星總體部抓總研制的陸地生態系統碳監測衛星在太原衛星發射中心發射成功。
遙瞰綠水青山，助力雙碳實現。有一群勇敢、堅定、拼搏、奉獻的航天人守護著新時代的“美麗中國”。曾經，他們創造了國內光學測繪衛星領域的一個又一個里程碑。現在，他們高擎“綠水青山”的大旗，大步流星、無畏前行，用行動詮釋著“遙感力量”，他們就是五院陸地生態系統碳監測衛星研制團隊。
不差一度，不漏一滴
多波束激光雷達是全球首次裝載了5臺植被測距激光器、2臺大氣氣溶膠雙波長激光器和一臺4譜段多光譜相機的空間遙感器。作為衛星主載荷，也是目前空間最大功耗的激光器組合體，激光器功率高達400瓦特，地面啟動后需要及時對外排散熱量才能維持激光器正常工作溫度。熱控設計需要低于10攝氏度的工作環境，常規空調系統無法有效保障，需要設置專門冷源。
此前就有專家擔心：“常規的水冷循環系統相對成熟，但由于水的導電性，在整星應用一旦泄漏，后果不堪設想。”“必須萬無一失，我們絕對不能用水！”衛星副總師張新偉在方案討論會上異常堅定。為此，碳星熱控設計團隊開啟了從工質選擇、系統設計再到工程實施、長期運維保障的漫漫攻堅路。
目標堅定是成功利器，而成功遠沒有想象中那么輕而易舉。選擇了無毒、無害、不易導電的新型高換熱特性工質后，隨之而來的還有工質與管道系統兼容性、多套循環系統復雜性、多次插拔操作的可靠性等問題需要逐一攻克。
“不差一度，不漏一滴”是熱控主任設計師江利鋒對自己的要求。為此，江利鋒帶領團隊反復研究方法，查找問題原因，總結經驗。他不斷翻閱資料和筆記，一邊認真琢磨設備特點，一邊反復實踐操作……最終，保證了激光器在2年的地面測試期間工作溫度波動小于1攝氏度，液冷系統滴液未漏。
不歸零，不下山
凌晨2點，夜深人靜的時候，在三亞數傳地面站旁的山上、山下各有一名碳星研制團隊的女將緊張有序地配合著。她們緊盯電腦屏幕，不斷調整參數，一遍一遍地對鏈路指標進行核對、測試。“沒關系，再來一遍，這誤碼率不歸零，咱不下山。”測控主任設計師張莎莎說。
為了解決載荷數據種類多、數據率高的技術難題，碳星的數據傳輸系統由傳統遙感衛星的單一調制模式升級為可變編碼調制，在國際上首次實現通過5種調制模式達到最高2×1.5Gbps的傳輸速率，傳輸效率提升2倍，使得衛星實現了近實時遙感數據獲取。
如此復雜的數據傳輸系統，地面聯試驗證工作難度也可想而知。由于聯試場地的山上環境復雜且無人值守，工作一旦開始就不能停止。當晚的工作一切進展非常順利，最后一個測試模式鏈路成功建立，指標完全滿足要求。
張莎莎盯著屏幕上的突發零星誤碼，她知道這時離“完美”還差一小步。鏖戰到凌晨5點，她們最終排除了地面天線受復雜山體環境影響的問題，看到誤碼實時比對結果持續歸零，“給力，終于成了！”90后設計師姚鑫雨從座位上跳了起來。
可以更精，為了更精
“為什么還要改？”“不是已經滿足研制要求了嗎？”“清楚這個更改可能帶來的風險嗎？”面對專家們的質疑，超光譜主任設計師王偉剛用他帶著鄉音的普通話，低聲堅定重復著一句話“可以更好，還可以更好……”
碳星的超光譜探測儀作為國際上首臺在軌應用的植被葉綠素熒光探測專用光譜成像儀，從原理方案、工程研制到地面驗證都充滿了挑戰。
葉綠素熒光的能量非常小，植物吸收的光能僅有約0.5%—2%以熒光的形式發射出來。但它的作用卻很大，能反映植被光合作用情況，揭示植被健康狀態和碳匯能力。
為了實現這個“極弱目標”的探測，在探測儀鑒定產品已經全面滿足全部指標要求的情況下，研制團隊還是做出了大膽而又艱難的決定，“改！繼續優化！”他們更換了更適合弱目標探測的元器件，加之一系列的反復驗證測試，最終確保反演精度進一步提高。
做國內首創的事情總是有太多未知和挑戰在前方等待。超光譜探測儀分辨率由高光譜相機的5納米提高到0.3納米，能夠探測到人眼所看不到的太陽光細微的明暗變化，繪制成太陽弗朗和費暗線。超高的靈敏度使其對潔凈度要求極高，與傳統光學載荷不同，需要在整星環境持續性檢驗探測儀是否處于最佳狀態。
但由于測試場地限制，無法使用專業光譜測試設備。“既然專業的不行咱就上‘土辦法’”，總體副主任設計師毛一嵐絲毫沒有退縮，自己動手改造，購買手持光源、更換單色燈珠、巧搭測試光路，終于實現了“有限條件”下的“無限可能”。
一個平淡無奇的下午，隨著力學試驗廠房的天窗里灑下一道陽光，一條完美的太陽弗朗和費暗線呈現在毛一嵐面前，“這是真的嗎？簡直太美了！”方案報告中的理論變成現實。如今毛一嵐回憶起來，記憶中的畫面依然清晰，“那時我的心跳動得很厲害，興奮、自豪！一切都值了。”
【責任編輯：家正】
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