給微信換畫面的“攝影師”風云四號有多厲害?

昨天 , 相信大家的朋友圈被一條消息刷屏:用戶在微信啟動頁將變成 , 由我國新一代靜止軌道氣象衛星“風云四號”從太空拍攝的最新氣象云圖 。 啟動頁背景中將特別展示風四拍攝的高清東半球云圖 , 畫面從人類起源的非洲大陸逐漸過渡為華夏文明起源地 , 這也是6年來擁有8.89億月活躍用戶的微信啟動頁面首次發生變化 。
那么 , 風云四號衛星為什么能夠拍到中國所處的地球面孔 , 它帶著哪些高端攝影器材呢?下面我們來聽聽中國運載火箭技術研究院總體設計部錢航博士的解讀 。

給微信換畫面的“攝影師”風云四號有多厲害?



微信登錄圖片(左為NASA公布圖片 , 右為風云四號拍攝)
2016年12月11日零時11分 , 我國在西昌衛星發射中心用中國航天科技集團第一研究院抓總研制的長征三號乙遙四十二運載火箭成功發射由中國航天科技集團第八研究院抓總研制的風云四號衛星(01星) 。
2017年2月27日 , 國防科工局和中國氣象局聯合發布了我國新一代靜止軌道氣象衛星風云四號獲取的首批圖像與數據:世界第一幅靜止軌道地球大氣高光譜圖正式亮相 , 與此同時 , 我國首次獲取彩色衛星云圖和閃電分布圖 。
給微信換畫面的“攝影師”風云四號有多厲害?



風云四號A星多通道掃描成像輻射計第一幅彩色合成圖像(國家衛星氣象中心制圖)
風云四號衛星是我國靜止軌道氣象衛星從第一代(風云二號)向第二代跨越的首發星 , 成功發射后經過5次機動變軌后 , 2016年12月17日成功定點于東經99.5°赤道上空的地球靜止軌道(GEO) , 并正式命名為風云四號A星 。 從世界地圖上可以看出 , 定點在這個太空這個經度、緯度和高度 , 才能看到中國所處的地球面孔 。
給微信換畫面的“攝影師”風云四號有多厲害?



國家測繪地理信息局官網的世界地圖
為什么要把發風四發射到這樣的軌道?
如果把同步衛星發射到赤道平面內 , 而且衛星在軌道上轉一圈的時間和地球自轉的時間一樣 , 這樣衛星總是待在赤道上空的某處 , 從地面上看衛星在空中靜止不動 , 也就是 , 無論何時你在當地抬頭看 , 這顆衛星都在天上那個位置上 。
從地球靜止軌道圖上看出 , 靜止氣象衛星在地球赤道上方約35800公里的高空 , 與地球自轉同步運行 , 相對地球靜止 , 可以觀測地球表面三分之一的固定區域 , 可以對同一目標地區進行持續不斷的氣象觀測 。 發射如此高的空間位置 , 只能用大推力火箭長征三號乙 。 地球靜止衛星的周期要非常精確 , 周期大了 , 衛星要向西漂移 , 周期小了 , 衛星將向東漂移 。
給微信換畫面的“攝影師”風云四號有多厲害?



地球靜止軌道圖
風云四號克服了哪些技術難題?
風四衛星已實現的技術指標充分體現了“高、精、尖”特色 , 如掃描控制精度、姿態測量精度、微振動抑制能力、星上實時導航配準精度、星敏支架溫控精度等 , 多項技術指標挑戰了我國現有的工業基礎能力 。 三軸穩定衛星平臺(風云四號 , 我國第二代氣象衛星)掃描成像輻射計相對于自旋穩定衛星平臺(風云二號 , 我國第一代氣象衛星)掃描成像輻射計有較多突出的優點 , 但也有其特有的問題 , 風四衛星重點攻關解決了以下技術難點:

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