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“星”眼明眸護(hù)藍(lán)天 載荷筑夢報(bào)初心——記星載大氣成分遙感探測載荷研發(fā)團(tuán)隊(duì)

2024-05-28 08:32:06來源：安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所 作者：齊瓊 閱讀量：48 評論

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導(dǎo)讀：衛(wèi)星載荷研制涉及到電學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、軟硬件開發(fā)、數(shù)據(jù)反演等多學(xué)科，為了讓衛(wèi)星載荷達(dá)到預(yù)期的精度指標(biāo)，載荷研制團(tuán)隊(duì)必須精益求精、團(tuán)結(jié)協(xié)作，充分發(fā)揮不同技術(shù)崗的最大效能。

　　2018年5月8日，又是個不眠之夜。與之前夜以繼日的研發(fā)、整機(jī)試驗(yàn)不同，這個夜晚是充滿期待、憧憬，還有些許不安的。
 
　　遠(yuǎn)在千里之外的太原衛(wèi)星發(fā)射中心的試驗(yàn)隊(duì)員與鎮(zhèn)守后方合肥科學(xué)島的科研人員，共同在數(shù)著倒計(jì)時：“十、九、八、七、六、五、四、三、二、一，發(fā)射！”5月9日凌晨2時28分，高分五號衛(wèi)星成功發(fā)射，無數(shù)為它付出日日夜夜心血的科研人員模糊了雙眼……
 
　　“來基地之后很震撼的瞬間是幾次看到塔架的時刻，最近的一次離裝載在塔架上的火箭只有不到 10米的距離，這真是生命中很難忘的瞬間。一想到就是它將把衛(wèi)星送入浩瀚的太空，不由地對一代代航天人們產(chǎn)生了崇高的敬意。”
 
　　十年磨一劍
 
　　讓我們一起回望時間的長河，時間拉到2011年的中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安徽光機(jī)所。
 
　　研究所第一次拿回衛(wèi)星載荷研制責(zé)任狀時，大家心里多少是有些忐忑的。從來沒有涉及過衛(wèi)星載荷研制，而衛(wèi)星載荷研制要求是所有儀器設(shè)備研制中的最高級，小到一個螺絲釘、一個接口，都不容有失。因?yàn)樾l(wèi)星一旦發(fā)射，就不會再有“維修工”進(jìn)入太空去修理損壞的機(jī)器。所以，衛(wèi)星載荷在進(jìn)入發(fā)射場之前，還會進(jìn)行震動試驗(yàn)、高低溫試驗(yàn)等整星試驗(yàn)。“過五關(guān)斬六將”才能成為一臺合格的衛(wèi)星載荷，被送入太空。
 
　　此前多年，我國在星載大氣成分遙感探測能力上一直未有突破，而安徽光機(jī)所在大氣環(huán)境遙感技術(shù)領(lǐng)域多年深耕，擁有全國別具特色的大氣環(huán)境探測技術(shù)能力，并將這一能力在多個地基站點(diǎn)進(jìn)行了示范應(yīng)用，取得明顯成效。
 
　　此時，就是要將多年技術(shù)積累應(yīng)用到衛(wèi)星載荷研制，并且滿足衛(wèi)星載荷的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和空間環(huán)境嚴(yán)格要求。
 
　　見微知著 格物致知
 
　　衛(wèi)星載荷研制涉及到電學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、軟硬件開發(fā)、數(shù)據(jù)反演等多學(xué)科，為了讓衛(wèi)星載荷達(dá)到預(yù)期的精度指標(biāo)，載荷研制團(tuán)隊(duì)必須精益求精、團(tuán)結(jié)協(xié)作，充分發(fā)揮不同技術(shù)崗的最大效能。然而，航天項(xiàng)目并不只是需要設(shè)計(jì)好就行。
 
　　比如承擔(dān)成像電子學(xué)設(shè)計(jì)的人，主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)成像電路驅(qū)動探測器獲取光學(xué)信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送至衛(wèi)星平臺。根據(jù)項(xiàng)目需求設(shè)計(jì)好成像電路，只是萬里長征的第一步。“設(shè)備上的元器件均采用航天級，每一顆元器件均造價(jià)不菲，這使得我們在設(shè)計(jì)之初就需要反復(fù)論證，不讓設(shè)計(jì)出現(xiàn)反復(fù)而導(dǎo)致?lián)p失和進(jìn)度拖延。此后，還需要進(jìn)行單個電路板的焊接跟產(chǎn)，保障在電路板生產(chǎn)的過程中每一個焊點(diǎn)，每一根走線都穩(wěn)定可靠，準(zhǔn)確無誤。當(dāng)電路板生產(chǎn)完畢，還需要進(jìn)行各種環(huán)境試驗(yàn)才能集成到單機(jī)中進(jìn)行聯(lián)調(diào)。在單機(jī)環(huán)境試驗(yàn)完成后，還需要跟隨衛(wèi)星進(jìn)行各項(xiàng)保障載荷可靠性的整星試驗(yàn)。”隊(duì)員們想起航天科研路上的艱辛還是有些唏噓。
 
　　“航天載荷研發(fā)是解決一個未知的問題，把一個很困難的事情，通過一系列的技術(shù)攻關(guān)，最后得到大氣主要溫室氣體監(jiān)測儀這些星載設(shè)備，其中充滿了科研的樂趣。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人熊偉認(rèn)為。
 
　　為了保障每臺星載設(shè)備及時交付，有的隊(duì)員甚至連續(xù)5年每年出差長達(dá)100多天。在新冠疫情肆掠的日子里，從一個試驗(yàn)場地乘坐專列趕往另一個試驗(yàn)場地，更是屢屢上演……跟一幫志同道合的同事，刻苦攻關(guān)、突破自我，共同完成一件很困難的事情，滿足國家重大需求，大家都樂在其中。
 
　　守衛(wèi)藍(lán)天 守土有責(zé)
 
　　“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、碳達(dá)峰、碳中和，這些政策目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開大氣成分遙感探測載荷，它會成為國家在國際環(huán)境政治中話語權(quán)提升的重要支撐。”隊(duì)員們期待著。
 
　　針對我國對大氣環(huán)境要素的迫切遙感需求，團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了高分專項(xiàng)、空間基礎(chǔ)設(shè)施等重大專項(xiàng)中高分五號01、02衛(wèi)星、環(huán)境減災(zāi)二號衛(wèi)星以及陸地生態(tài)碳衛(wèi)星等22顆衛(wèi)星的大氣主要溫室氣體監(jiān)測儀、大氣云與氣溶膠偏振成像儀、大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣偏振校正儀等多類型30臺套載荷的研發(fā)，突破了空間外差干涉超光譜探測、痕量氣體差分吸收光譜探測、多角度多光譜偏振成像探測以及數(shù)據(jù)定量化應(yīng)用等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從原理、地面驗(yàn)證到星載業(yè)務(wù)化應(yīng)用的跨越發(fā)展，形成了“天基大氣環(huán)境要素探測載荷、高精度光譜與輻射定標(biāo)、數(shù)據(jù)反演應(yīng)用”的完整鏈路，推動我國實(shí)現(xiàn)了有效載荷的國產(chǎn)化、數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)化，載荷的探測精度達(dá)到國際先進(jìn)水平。
 
　　如今我國有了國產(chǎn)系列星載大氣成分遙感探測載荷，在國際外交事務(wù)中，爭得了寶貴的“國際話語權(quán)”。未來，熊偉希望：能把已經(jīng)攻關(guān)、正在攻關(guān)的科學(xué)技術(shù)帶入深空探測領(lǐng)域，為國家重大工程，如月球、火星探測等領(lǐng)域，貢獻(xiàn)中國力量。
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