作者:丁佳 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/9/26 22:39:23
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天宫二号发射两周年:换个角度看地球

伴星可见光相机拍摄的天宫二号和神舟十一号组合体。中科院供图

与基础研究不同的是,技术试验能让科研人员很快知道技术体系、方法是否可行。因此,在天宫二号这样的空间实验室中安排新技术试验就显得很有必要,它能够成为验证国家战略和核心关键技术的绝佳平台。

此次随天宫二号上天的,包括宽波段成像光谱仪、三维成像微波高度计、紫外临边成像光谱仪等新一代对地观测遥感器和地球科学研究仪器,同时安排了伴随卫星飞行试验,对飞行器进行近距离成像观测。

天宫二号上的三维成像微波高度计是迄今对地球进行成像观测的电磁波频率最高的雷达,自2016年9月22日首次开机以来,实现了多方面的技术突破和创新。

“天宫二号高度计以前所未有的1~8度视角从太空对地球海洋和陆地进行雷达成像观测,以这一独特视角所获取的观测数据呈现了很多独特现象。”中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验室副主任张云华说,“有一些结果完全出乎了我们的意料。”

从该设备的角度来观测,海洋和陆表水体呈现出非常强的反射,而陆地很暗,能够将一些较小的海岛分辨出来,在强杂波的背景下,甚至能观测到大量不同大小船只的尾迹;而在沙漠中,天宫二号用这只“眼睛”,发现了一些非常奇特的纹理特征。

例如,2016年12月和2017年12月,天宫二号两次对江苏如东海岸带进行了观测,雷达图像反映出,这一地区的海岸带发生了明显的变化。

“这些全新的认识对科学研究和后续应有都非常有价值。”张云华说。其实,天宫二号高度计的技术成果已经应用于国家空间基础设施规划的新一代极轨海洋动力环境观测卫星的主载荷——宽刈幅成像高度计中,再次体现了载人航天工程对我国空间技术领域发展的引领作用。

“你在桥上看风景,看风景的人在楼上看你。”当天宫二号忙着“看”地球时,还有个“小家伙”在一刻不停地看着天宫二号。

在此次天宫二号任务中,由中科院研制的伴随卫星也进行了一系列飞行试验。“我们进一步验证了小型高功能密度卫星在轨释放、驻留伴随飞行等技术,对飞行器进行了近距离成像观测,并开展了微小型部组件空间试验验证。”中科院微小卫星创新研究院研究员、伴随卫星副总师包海超说。

在轨运行两年来,这颗尺寸仅有一个打印机大小的伴随卫星不但实现了零故障,还为飞行器拍摄了1100多幅红外图像、1500多幅可见光图像,拍摄到飞船大量的特征细节信息。

2016年初,一名领导来中科院微小卫星创新研究院视察后,认为伴星的变轨能力完全可以发挥更大的作用,当场决定进行飞越组合体的观测试验,为天宫二号与神舟十一号的组合体拍摄高清照片。

伴星项目组积极响应,对临时增加的组合体飞越观测任务经过几个月的方案论证和接口协调,终于在天宫二号发射的三个月前确定了飞越方案。

2016年10月23日是伴星释放的日子,而24日是伴随卫星总体主任设计师吴会英母亲心脏搭桥手术的日子,面对亲情与重大航天使命之间的抉择,吴会英选择留在了北京。在伴星成功释放后,当同事们在任务间隙休息时,吴会英则在焦虑地等待随时可能从手术室外打来的电话。

“伴星的个头虽然不大,但也容不得一丝一毫的差错。”包海超说,“凭着我们所崇尚的载人航天精神,项目组多项工作齐头并进,有条不紊,最终圆满完成了国家任务。”

 
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