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24小时咨询热线： 4006666666 17年圆梦！他们让我国首颗盐度星精准“尝咸淡”
发布时间：2025-05-12 点此：504次
文 ｜ 《我国科学报》 记者 倪思洁
人人都知道海水是咸的，那么地球不同方位的海水会相同咸吗？要回答这个问题，最简略的方法便是用遥感卫星去“看”。可是，这件事说起来简略，却困扰了科技界很多年。
11月14日，我国首颗专门勘探海水盐度的卫星成功发射升空。当天清晨4点，作为海洋盐度勘探卫星（以下简称盐度星）主被迫微波勘探仪的负责人，我国科学院国家空间科学中心（以下简称空间中心）研讨员刘浩携团队早早抵达了发射现场。
现场目击火箭升空后，刘浩敏捷回到技能区，盯着电脑屏幕显现的遥测数据。数据显现，主被迫微波勘探仪的反射面天线在入轨后不久逐渐打开到位。他长舒一口气：“成了！”
刘浩带领团队自主研发17年的新式载荷，总算由主意变成了实际。
“将来咱们国家
或许需求这项技能”
海洋盐度的凹凸会影响海水密度，从而驱动大洋环流。一同，它能显现全球气候改变及水循环改变，是“天然的雨量计”。正因如此，勘探海洋盐度一直是世界科学界的等待。
要想知道全球海洋盐度的时空散布状况，最快捷的方法是用遥感卫星。而遥感卫星的“眼睛”，便是能获取海面微波辐射亮温数据的微波辐射计。
丈量海洋盐度的卫星对微波辐射计的要求极高。“舌头都尝不出来的细微差别，卫星却要经过微波辐射计从天上辨别出来。假定卫星勘探盐度的精度到达0.1个有用盐度规范（psu），就相当于微波辐射计能分辩1000克海水中含有35克仍是34.9克盐。”刘浩说。
不只如此，微波辐射计的观测还面临着风波、温度、地上微波信号等搅扰。正因为难度大，从全世界范围看，海洋盐度的遥感丈量技能，几乎是海洋动力遥感丈量中最终一个被处理的技能难题。“咱们都是先霸占海洋温度、海面风场、海面高度等遥感丈量技能，最终再考虑怎样处理盐度的遥感勘探问题。”刘浩说。
2006年，在欧洲空间局访学的刘浩深度了解了该局正在研发的土壤水分和海洋盐度卫星（SMOS）。彼时，SMOS团队正在攻关对盐度辐射灵敏度最高的L波段辐射计。与此一同，美国也敞开了L波段辐射计相关预研作业。
那一刻，刘浩意识到“将来咱们国家或许需求这项技能，咱们得往前走一步”。
2007年，刘浩回到空间中心，当即向我国科学院提出项目请求。在我国科学院的支持下，他们以40万元经费为根底，开端了“L波段干与式归纳孔径辐射计”要害技能研讨，方针是研发出能安稳、高精度勘探海洋盐度改变的辐射计。
自动揭榜走出新道路
刘浩对国家需求的预判是对的。
2011年，国家相关部委开端安排海洋盐度勘探载荷的预先研讨，发布了“主被迫联合勘探盐度计预先研讨”项目申报攻略（以下简称攻略）。此刻，欧洲于2009年发射的SMOS卫星未到达预期的0.1psu勘探精度，美国在2011年发射的宝瓶座（Aquarius）卫星也存在空间分辩率及视场幅宽偏低的问题。
有了此前的技能堆集，刘浩团队自动揭榜。在项目请求书中，他们详细分析了欧美卫星的优缺点，提出了一种归纳两边长处又与二者不同的新技能道路。
SMOS卫星使命选用的是二维归纳孔径辐射计技能，用许多小型接纳天线代替传统大孔径天线；Aquarius卫星则选用了相对保存的大孔径天线技能体系，一同加入了同频段的自动遥感手法。
刘浩团队规划的辐射计将归纳孔径技能和大孔径天线相结合，在使用归纳孔径技能完成高分辩率、宽视场成像的一同，使用大孔径反射面确保了辐射计具有分辩盐度改变的满足活络度，一同兼容多频主被迫的勘探。
“这是一种全新的解题思路，咱们信任能完成攻略提出的方针。”刘浩说。
2015年，依照规划思路，刘浩团队顺畅打破要害技能，到达攻略提出的技能指标，做出了原理样机。
从外观看，与SMOS卫星勘探器的“Y”字形、Aquarius卫星勘探器的“大圆盘”不同，盐度星的主被迫微波勘探仪就像推土机上的“大铲子”。
被迫接纳微波辐射信号的馈源体系呈“一”字形排在“大铲子”斜下方，其间不只要对盐度辐射活络的L波段微波辐射计，还有对海表温度等辐射灵敏的C、K波段微波辐射计，3种频段的接纳器组成了归纳孔径辐射计。不只如此，与辐射计馈源平行排布的还有自动发射微波信号、用于海面粗糙度校对的L波段数字波束构成散射计馈源，由此完成主被迫勘探技能的结合。
当原理样机实真实在出现在空间中心怀柔园区的大院里时，国家也有了关于盐度星的新规划。
2015年，我国《国家民用空间根底设施中长期发展规划（2015—2025年）》中说到，要“立异观测体系和技能，添补高轨微波观测、激光丈量、重力丈量、干与丈量、海洋盐度勘探、高精度大气成分勘探等技能空白”，并将“海洋盐度勘探”列为“遥感卫星科研使命”之一。
看到规划的那一刻，刘浩知道，储藏了这么多年的技能，总算有了一显身手的时机。
“咱们的载荷正飞着呢”
2020年，盐度星正式批复立项。刘浩团队的技能储藏得到了评定专家的认可。正是从那时开端，刘浩切身体会到航天使命与科研探究的实质不同。
科研探究答应不确认性，但航天使命不可。“研发出原理样机后，咱们发现，作为一个idea（主意），它是可行的。可是，当它进入工程类型阶段、要做成真实载荷时，咱们有必要确保一切细节都是确认的。”刘浩说。
关于刘浩团队来说，“全新的载荷”意味着“巨大的作业量”。他们和卫星工程团队一同，把体系层面、分体系层面、单机层面等一切环节悉数“掰碎”，一步步给出技能上准确无误的实验论据。
“每个技能环节不是我以为‘能够’就能够，有必要用一系列数据和实验验证。”刘浩说。
仅辐射计的标定作业，就曾让研讨人员费尽心机。他们规划的主被迫微波勘探仪，体系复杂度前所未有的“高”——辐射计有3个频段、56个接纳通道，散射计有10个收发通道。比较而言，SMOS卫星只要单个频段、69个接纳通道，Aquarius卫星只要单个频段、3个辐射计接纳通道和3个散射计收发通道。
“载荷在轨运转要想完成高安稳观测，就要每10毫秒对接纳机做一次定标。”刘浩说，辐射计上规划了内部定标源，接纳机需求在星上开关的操控下不断切换状况，一瞬间要承受定标源的标定，一瞬间又要接纳海洋盐度辐射，并且接纳辐射信号时不能遭到内部定标源的信号搅扰。
为了验证辐射计内部定标源和定标体系的可靠性与安稳性，团队规划了专门用来查验定标体系的热真空定标实验体系。他们将除了反射面天线外的整个载荷和两个亮度温度不同的定标源放进了大型真空罐，并且为定标源加上滑动轨迹。这样，定标源就能够滑动着为每个辐射计馈源通道进行定标。
整个载荷在真空罐模仿的真实在轨环境下安稳运转了半个月。团队24小时连轴转，总算赶在方案节点前完成了多项定标测验，获取了载荷发射在轨后进行数据处理所需求的定标参数。
11月14日清晨，当刘浩目送盐度星升空时，工程研发过程中的一幕幕在脑海中闪现。当天，他给在欧洲空间局作业的老友、SMOS卫星载荷总工程师曼努埃尔·马丁内拉发了一封邮件：“我国盐度星发射成功了！”
马丁内拉在回复给刘浩的邮件中点评：“据我所知，主被迫微波勘探仪将是全球第一个在轨运转的多频段干与式归纳孔径微波辐射计。我为你们感到自豪！”
11月17日，主被迫微波勘探仪载荷正式开机。18日下传的数据显现，载荷作业安稳，原始数据质量杰出。
现在，刘浩团队正在抓紧时间进行载荷在轨调试，估计2025年初夏向用户交给。每天，从空间中心怀柔园区回中关村园区的路上，刘浩时不时会透过通勤班车的车窗望向天空。他有了一种异样的感触：“天上，咱们的载荷正飞着呢！”
来历：我国科学报
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