风云四号关键载荷迎“大考”

科研人员新春佳节加班加点完成试验 本报记者 郜阳 摄

今天是大年初四，中国科学院上海技术物理研究所工程三室的科研人员，陆续从五湖四海回到位于虹口和嘉定的园区。道一声“蛇年大吉”，说一句“加油冲刺”，大家又投入到熟悉的节奏中。

他们的手上，我国新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星“风云四号”03星的多台载荷正面临“大考”。紧张是必然的，但“久经沙场”的科研人员更多的是对如期发射的期待与追求。

今年，“风云四号”03星就将发射升空，各载荷也要在4月正样交付。为了万无一失，从去年下半年起，团队就一直紧绷着弦。当然，这个春节，也不例外。

打造气象观测高端团

还记得多年前微信启动画面的突然“变脸”吗？那张标志性的地球照片从美国航天员拍摄的图片，换成了我国“风云四号”的成像图——这，便是上海技术物理研究所科研人员的“杰作”。

大气结构本身是复杂而多维的存在，它的“真身”往往需要三维观测才能全面揭示。人们有所不知的是，2016年我国成功发射“风云四号”前，全球范围内静止轨道气象卫星搭载的光学遥感仪器所捕获的大气成像图，普遍是二维视角。

“我国气象卫星经历了从极轨到静止轨道、从单一仪器观测到多载荷仪器综合观测、从定性到定量、从单星系统到多星系统的发展历程。”中国科学院上海技术物理研究所研究员、静止轨道辐射成像仪主任设计师韩昌佩介绍。简单来说，无非八个字：从无到有，由弱到强。

气象卫星是离老百姓生活最近的卫星，它让台风、特大暴雨等灾害性天气“无处遁形”。现在，“风云四号”A星“超期服役”；“风云四号”B星“孤军奋斗”未免“形单影只”。观测业务一刻不能中断，这就呼唤要从“家”——地球，发射升级换代的新卫星来“并肩作战”。

设备升级“捉”台风更准

春节期间，工程三室科研人员加班加点操劳的，主要是两大载荷：静止轨道辐射成像仪、干涉式大气垂直探测仪。

众所周知，名字听上去很厉害的，现实中往往更牛。韩昌佩告诉记者，“风云四号”03星将在前两颗星的基础上进一步提升辐射成像仪的性能，“它采用长线阵探测器技术，全圆盘观测时间从15分钟提升到5分钟”。此外，它还具备了分钟级区域观测模式——能在全圆盘成像的同时，每分钟观测两个热点区域。打比方来说，哪怕遇到两个台风来袭，它也能轻松掌握轨迹。通过优化设计，科研人员进一步提升了成像仪的空间分辨率，可见波段分辨率提升至250米，红外波段分辨率提升至0.5—2千米。

干涉式大气垂直探测仪也是“身怀绝技”。中国科学院上海技术物理研究所副研究员、干涉式大气垂直探测仪副主任设计师邹曜璞娓娓道来：“温度垂直探测，水汽通道探测降水量预报，台风路径预报，痕量气体浓度探测，三维风场反演……”记者获悉，随“风云四号”03星升空的探测仪，在光谱分辨率、空间分辨率、辐射灵敏度、时间分辨率、定标精度、寿命等性能指标上，都有所提升。

“挂图作战”人停活不停

将实验室仪器做成可以上天的仪器，中间的跨越是巨大的——它要经受完全不同的力学冲击和温度考验。

“比如，干涉式大气垂直探测仪的工程化有个关键环节：整机集成测试。就是对仪器各种性能进行测试，检查精度是否符合要求。”干涉仪平台负责人王战虎研究员说，这是这个春节“迫在眉睫”的事儿。

工程阶段，环环相扣，只有在相应的时间节点完成，才能向下一环传递。科研人员不仅要承担各自的工作职责，更不能辜负他人的心血。“风云四号”03星各载荷要求今年4月正样交付，这个春节，上海技术物理研究所要完成对载荷的“大考”，“考试科目”包含力学、热学、真空等，确保载荷上天后“看得清、看得准”。

“其实，大家从2024年下半年就开始了连续作战，到现在已经很疲劳了。”王战虎坦言，团队现在“挂图作战”，“人停，活不停”——有条件的，回家团圆过个年，再如期返沪，精神上放松一下，也能更好“冲刺”。

张元树，挺阳光的男生，今年研究生二年级了。研一时，由上海技术物理研究所和中国科学技术大学联合培养，往返沪皖是“家常便饭”。可小伙子挺享受科研道路，他觉得这能给自己带来成就感。春节前，他坚守到最后，才踏上返乡之路……

按计划，“风云四号”的04星、05星、06星将在2026年、2027年及2029年陆续发射。这支年轻队伍肩上的担子，依旧很重。

本报记者 郜阳 实习生 郑乐曦