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中新網(wǎng)北京8月4日電 (張?zhí)m蘭 王琬涵 劉錦洋)8月4日，陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星(簡稱“碳星”)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，標(biāo)志世界首顆森林碳匯主被動聯(lián)合觀測遙感衛(wèi)星正式服役。

該星由中國航天科技集團(tuán)五院遙感衛(wèi)星總體部抓總研制，將廣泛應(yīng)用于陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測、陸地生態(tài)和資源調(diào)查監(jiān)測、國家重大生態(tài)工程監(jiān)測評價、大氣環(huán)境監(jiān)測和氣候變化中氣溶膠作用研究、災(zāi)害監(jiān)測評估、農(nóng)情遙感監(jiān)測等。為了讓中國森林碳匯邁向天基遙感時代，衛(wèi)星研制團(tuán)隊花了十年時間鑄星。

激光雷達(dá)是衛(wèi)星用來測量與地面物體距離的重要手段之一，2012年，中國航天科技集團(tuán)五院項目團(tuán)隊提出攻克激光雷達(dá)測量森林高度的難題，為中國研制首顆林業(yè)遙感衛(wèi)星。

為了詳細(xì)了解林業(yè)遙感需求，五院遙感衛(wèi)星總體部衛(wèi)星總設(shè)計師曹海翊帶著項目團(tuán)隊赴研究機(jī)構(gòu)、相關(guān)院校等四處“求學(xué)”林業(yè)知識。團(tuán)隊了解到，碳匯是衡量森林固碳能力的重要指標(biāo)，但在中國，碳匯監(jiān)測需要森林調(diào)查員跋山涉水，深入山林中實地進(jìn)行樹高和樹木胸徑測量，作業(yè)環(huán)境常受限制。

在曹海翊看來，這一問題可用天基遙感手段解決。經(jīng)過近兩年的深入研究，團(tuán)隊提出“激光器+相機(jī)”的主被動聯(lián)合觀測方案雛形，計劃將光學(xué)遙感衛(wèi)星的影像特長與激光雷達(dá)測高技術(shù)相結(jié)合，幫助中國林業(yè)部門實現(xiàn)碳匯監(jiān)測跨越升級。

相機(jī)如何在碳匯監(jiān)測中發(fā)揮作用？激光雷達(dá)如何配置指標(biāo)？經(jīng)過反復(fù)論證，研制團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的相機(jī)不能獲取植被的全方位信息，因此將相機(jī)方案定為“多角度、多光譜”遙感相機(jī)，通過獲取不同角度的影像進(jìn)行相關(guān)計算，可以更加精確的獲取植被面積、密度、種類的測量數(shù)據(jù)，再結(jié)合相關(guān)系數(shù)換算得出樹木胸徑。

確定衛(wèi)星相機(jī)角度并非易事。相機(jī)間夾角過小，圖像達(dá)不到區(qū)分效果；夾角過大，圖像會受到大氣影響，難以滿足森林觀測需求。通過近1年的成像仿真實驗，以及與林業(yè)部門開展數(shù)據(jù)分析比對，研制團(tuán)隊最終確定0度、正負(fù)19度、正負(fù)41度五個角度，能夠最小化大氣對于觀測圖像質(zhì)量的影響，同時滿足現(xiàn)階段林業(yè)遙感觀測需求。

2017年，碳星研制正式批復(fù)立項。為了盡可能滿足林業(yè)遙感應(yīng)用需求，研制團(tuán)隊又提出新增超光譜探測儀、多角度偏振成像儀兩個載荷，用于探測葉綠素?zé)晒夂痛髿鈿馊苣z。

與常規(guī)的光學(xué)遙感衛(wèi)星搭配1至2個載荷不同，碳星需要通過4個載荷完成綜合性觀測任務(wù)。研制團(tuán)隊因此面臨熱控、載荷控制、數(shù)據(jù)傳輸多個難關(guān)。

多載荷同時工作會產(chǎn)生大量熱量，研制團(tuán)隊采用可調(diào)節(jié)散熱速率的環(huán)路熱管散熱設(shè)計，將碳星散熱能力提高近10倍。由于相機(jī)和激光雷達(dá)的“高配置”，衛(wèi)星需要處理的數(shù)據(jù)量提升近30倍，為確保海量數(shù)據(jù)能夠及時、準(zhǔn)確地傳給地面用戶，衛(wèi)星研制團(tuán)隊將星上“數(shù)據(jù)快遞站”進(jìn)行升級換代，對數(shù)據(jù)接收、星上處理、數(shù)據(jù)下傳能力進(jìn)行全方位升級。(完)

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