2018年6月5日，風(fēng)云二號衛(wèi)星H星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。上海技物所承擔(dān)了核心光學(xué)載荷多通道掃描輻射計的研制。輻射計具有可見光、中波紅外、水汽、長波紅外和長波紅外分裂窗五個光譜通道，每30分鐘可獲取一幅地球圓盤圖信息，具備靈活、高時間分辨率的區(qū)域掃描能力，能在強對流等災(zāi)害性天氣活躍時期進行每6分鐘一次區(qū)域加密觀測。其獲取的氣象信息將在天氣預(yù)報、氣候預(yù)測、自然災(zāi)害和環(huán)境監(jiān)測等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，也將廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、海洋、交通等行業(yè)，可帶來顯著的社會經(jīng)濟效益。自上世紀(jì)80年代至今，對風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星光學(xué)儀器的研發(fā)和制造，上海技物所已經(jīng)堅持了三十余年。風(fēng)云二號9顆氣象衛(wèi)星全部光學(xué)載荷的研制水平不斷實現(xiàn)新跨越，是上海技物所老、中、青三代科研人員不畏艱難、不怕犧牲、團結(jié)協(xié)作、開拓創(chuàng)新的結(jié)果。

衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場

　　一代衛(wèi)星一代人 

　　風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星是我國自行研制的第一代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，與極地軌道氣象衛(wèi)星相輔相成，構(gòu)成我國氣象衛(wèi)星應(yīng)用體系。自1997年至今，我國先后成功發(fā)射了8顆風(fēng)云二號衛(wèi)星，在軌業(yè)務(wù)運行良好，形成了“多星在軌、統(tǒng)籌運行、互為備份、適時加密”的業(yè)務(wù)格局。三十余載，我國靜止軌道氣象衛(wèi)星實現(xiàn)了從無到有、從弱到強，從試驗衛(wèi)星向業(yè)務(wù)星的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了“雙星觀測、在軌備份”的業(yè)務(wù)格局。衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運行，諸多成就使我國氣象衛(wèi)星事業(yè)步入了國際氣象衛(wèi)星先進行列，其背后承載著全體科研人員的苦心鉆研。幾代技物所人以執(zhí)著追求奮勇向前的精神，使氣象衛(wèi)星光學(xué)載荷研制技術(shù)實現(xiàn)了跨臺階的提升。 

　　風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星核心遙感儀器——多通道掃描輻射計需要將光、機、電、紅外探測器、輻射制冷和薄膜光學(xué)等多種技術(shù)綜合應(yīng)用在一起，世界上只有為數(shù)不多的國家能夠設(shè)計制造這種儀器。上海技物所自1983年就開始了靜止衛(wèi)星光學(xué)有效載荷研制的策劃與預(yù)先研究?？蒲腥藛T“白手起家”，從學(xué)習(xí)、調(diào)研、思考，到引進、消化、吸收，最終實現(xiàn)了技術(shù)改進、自主創(chuàng)新和穩(wěn)定發(fā)展。 

風(fēng)云二號系列衛(wèi)星掃描輻射計研制歷程組圖

　　然而，科學(xué)研究的道路并非一帆風(fēng)順。1994年4月2日，當(dāng)時正在進行最后一次廠房測試的風(fēng)云二號衛(wèi)星突然爆炸起火，凝聚著航天人十多年心血的衛(wèi)星毀于一旦，離衛(wèi)星爆炸距離最近的技物所科研人員中5人被燒傷，輕傷數(shù)人。事故的發(fā)生，對于在風(fēng)云二號戰(zhàn)線上連續(xù)奮戰(zhàn)十多年的技物所人是一個沉重的打擊。然而，事故發(fā)生后三個月，研究所就重新組織起了風(fēng)云二號掃描輻射計研制隊伍，主動、迅速、有序地投入到了新產(chǎn)品的研制工作中。僅僅用二年多時間就向衛(wèi)星總體提交了比原先質(zhì)量、性能和可靠性更高的掃描輻射計正樣發(fā)射產(chǎn)品，為1997年我國第一顆地球靜止軌道氣象衛(wèi)星的成功發(fā)射奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。 

風(fēng)云二號系列衛(wèi)星掃描輻射計研制歷程組圖

　　經(jīng)過多年國家重大項目的磨練，上海技物所建成了與航天工程文化相匹配、能打硬仗、能吃苦的科研團隊。這些團隊強調(diào)通力合作，有總體、系統(tǒng)、部件的協(xié)調(diào)，有設(shè)計、制造、測試及試驗的共同努力。他們關(guān)注核心技術(shù)，注重系統(tǒng)集成的改進，強調(diào)提高壽命與可靠性。2004年，科研團隊對02批C星的輻射計實施了重大技術(shù)改進，將輻射計的觀測通道從三個增加到五個，紅外通道的溫度分辨率和可見光通道的信噪比均有明顯提高，同時增加了對森林火災(zāi)、草原火災(zāi)、大霧天氣和沙塵暴的觀測能力。在G星上，掃描輻射計的研制延續(xù)了F星的技術(shù)路線，并再次實施了三項技術(shù)改進，包括：進一步降低了由視場外地球目標(biāo)引起的紅外雜散輻射，進一步提高了黑體觀測頻次以及后光路中主要光學(xué)部件的溫度遙測分辨率。這三項改進措施有效提高了風(fēng)云二號定量化產(chǎn)品的反演精度，使衛(wèi)星的定量化水平達到國際先進水準(zhǔn)。 

風(fēng)云二號G星獲取的第一套圖像

　　輕身重義 竭盡全力 

　　“搞科研就是要有點犧牲精神”，這是上海技物所風(fēng)云二號研制團隊靈魂人物、衛(wèi)星副總師陳桂林院士的一句話。這句話也充分體現(xiàn)在由他帶領(lǐng)的研制團隊三十多年的科研工作中。 

　　風(fēng)云二號立項之初，絕大多數(shù)人都認為這是個投資大、風(fēng)險高、周期長，而且難以預(yù)測結(jié)果的項目，其中輕量化的空間大孔徑高分辨率光學(xué)系統(tǒng)、高精度（角秒級）空間掃描機構(gòu)、高性能探測器等關(guān)鍵技術(shù)都是極具挑戰(zhàn)的難題。為了能掌握第一手氣象信息，陳桂林累壞了自己的眼睛和耳朵。1989年，正當(dāng)他帶領(lǐng)大家完成多通道掃描輻射計初樣產(chǎn)品研制時，因過度疲勞得了突發(fā)性耳聾。但他強忍病痛，堅持工作。住院治療后，病情稍有轉(zhuǎn)機，他又立即投入工作。如今，陳桂林的左耳已聽不到任何聲音。1994年1月，陳桂林在西昌衛(wèi)星基地參加風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星首次發(fā)射工作，一只眼睛忽然什么也看不清楚，經(jīng)診斷為視網(wǎng)膜脫落，在醫(yī)生和領(lǐng)導(dǎo)的一再催促下，他才住進了醫(yī)院。如今，陳桂林右眼視力不到0.1，但他戴著眼鏡，依然奮斗在科研第一線。 

 　　風(fēng)云二號系列衛(wèi)星掃描輻射計研制歷程組圖

　　2011年春節(jié)，研制團隊在加班檢查整理電單機的電纜接線，陳桂林也來了。他親自在現(xiàn)場指導(dǎo)，線纜密密麻麻，他眼睛看不清就用放大鏡，一根導(dǎo)線一個接點地檢查，不符合要求就重來。他的神情非常嚴(yán)肅，一絲不茍，一邊檢查一邊告訴科研人員哪里的工藝是要注意的，哪里是要仔細檢查的。G星掃描輻射計預(yù)交付后，為了解決在整星電測試過程中出現(xiàn)的信號和電位器碼異常跳動的現(xiàn)象，陳桂林堅持與團隊一起找問題，分析原因，反復(fù)教導(dǎo)青年科研人員：“遇到問題一定要弄清楚，問題不可怕，松懈的態(tài)度是最可怕的。關(guān)鍵在于認真對待，地面上出現(xiàn)的任何異?，F(xiàn)象都可能是隱患，從另一面而言，在地面上出現(xiàn)問題是“好事”，否則到了天上對產(chǎn)品將是滅頂之災(zāi)。”就在掃描輻射計出發(fā)進場的前兩周，陳桂林突遇風(fēng)寒，體溫升到了39度。在病床上的他依然不忘關(guān)心輻射計的工作，在聽完匯報后還一再囑咐要把工作做細做實。兩周后，尚未痊愈的他帶著咳嗽和試驗隊一起奔赴衛(wèi)星發(fā)射場。 

　　陳桂林的科研人生就是風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星發(fā)展的濃縮史。風(fēng)云二號衛(wèi)星性能和質(zhì)量的提高過程，正是以他為代表的科研人員頑強拼搏、敢于攀登科技高峰的過程。 

　　仰望蒼穹 更上層樓 

　　風(fēng)云二號衛(wèi)星是我國已投入業(yè)務(wù)運行的地球同步軌道氣象衛(wèi)星，三十多年來經(jīng)歷了三批任務(wù)的研發(fā)歷程。上海技物所掃描輻射計獲取的圖像資料已為全國各省市氣象臺站、周邊數(shù)十個國家與地區(qū)接收，在氣象預(yù)報服務(wù)、氣象防災(zāi)減災(zāi)以及國民經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮了越來越重要的作用，其資料和產(chǎn)品已經(jīng)在天氣預(yù)報、氣候預(yù)測、自然災(zāi)害和環(huán)境監(jiān)測、資源開發(fā)和科學(xué)研究等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟社會效益。同時，“風(fēng)云二號”衛(wèi)星也是全球綜合觀測系統(tǒng)的重要組成部分，被世界氣象組織納入了全球觀測業(yè)務(wù)衛(wèi)星序列，充分體現(xiàn)了中國氣象衛(wèi)星的國際地位與國際影響力。 

風(fēng)云二號H星試驗隊在基地合影

　　在研發(fā)過程中，上海技物所堅持以用戶需求為牽引，不斷開展技術(shù)創(chuàng)新與改進，使每批輻射計性能與圖像質(zhì)量都有上臺階的提高。02批與01批相比，增加了長波紅外和中波紅外兩個探測波段，具有可見、中波、水汽、長波紅外等5個光譜波段。而03批掃描輻射計又在01、02批的基礎(chǔ)上，實施了多項重大的技術(shù)突破與改進——實現(xiàn)了探測波段光譜響應(yīng)精確定量；持續(xù)不斷地探索和改善雜散影響，提高光學(xué)儀器的信雜比和成像質(zhì)量；通過工藝改進使空間輻射制冷技術(shù)得到顯著提升，制冷量大幅提升；改進地面與星上定標(biāo)方法，提升數(shù)據(jù)定量化應(yīng)用水平；優(yōu)化控制軟件，實現(xiàn)了用戶提出的靈活快速的區(qū)域掃描方式、更高頻次星上黑體定標(biāo)等新技術(shù)要求和指標(biāo)。 

　　風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星目前有4顆在軌運行，產(chǎn)品質(zhì)量和性能不斷提高。2004年發(fā)射的第一顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星總計在軌工作超過10年，遠遠超過3年的設(shè)計使用壽命。最新地面測試表明，風(fēng)云二號H星輻射計不僅保持了性能指標(biāo)的優(yōu)良，通道探測靈敏度較比08星略有提高，還在提高可靠性方面下足功夫，能夠滿足用戶的定量化應(yīng)用新的需求。中國氣象局將“風(fēng)云二號”H星列為服務(wù)于“一帶一路”的氣象衛(wèi)星，重點為中國西部地區(qū)和“一帶一路”沿線國家和地區(qū)提供服務(wù)，實時獲取中國及其周邊地區(qū)可見光、紅外云圖和水汽分布圖，收集并轉(zhuǎn)發(fā)氣象、海洋和水文等環(huán)境監(jiān)測資料，播發(fā)數(shù)字展寬云圖，嚴(yán)密監(jiān)視不同時間和空間尺度天氣系統(tǒng)的變化，成為提升我國國際影響力的重要力量。風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星性能和質(zhì)量的提高過程，體現(xiàn)了技物所作為科研國家隊的整體實力和開拓創(chuàng)新、銳意進取的精神。 

　　目前，我國第二代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號A星也于2016年底成功發(fā)射，在軌運行狀態(tài)良好、性能優(yōu)良，特別是在垂直探測能力和短期災(zāi)害性天氣預(yù)報能力上，走在世界前列。其核心載荷大氣垂直探測儀和掃描成像輻射計均由上海技物所承擔(dān)研制。這是技物所幾代人光榮和夢想的繼承與延續(xù)、更是技物所人責(zé)任的擔(dān)當(dāng)。未來10到15年是我國以空間應(yīng)用為牽引、以科技創(chuàng)新為動力，實現(xiàn)航天強國夢的關(guān)鍵時期。上海技物所正在為我國的航天遙感技術(shù)達到世界先進水平而努力奮斗。