在距離地面700公里外的預定軌道上，全球二氧化碳監(jiān)測科學實驗衛(wèi)星（簡稱“碳衛(wèi)星”）每1.5小時都會向國家衛(wèi)星氣象中心傳輸信號。“它在太空挺好的。”9月6日，碳衛(wèi)星地面應用系統(tǒng)總指揮、國家衛(wèi)星氣象中心副主任張鵬在接受科技日報記者獨家專訪時說。
這是我國首顆、全球第三顆專門用于觀測全球大氣中二氧化碳含量的衛(wèi)星。自去年12月22日發(fā)射至今，它已經(jīng)在太空待了8個多月。
“碳衛(wèi)星的各項功能、性能指標符合研制總要求，在軌測試取得成功，建議盡快完成衛(wèi)星在軌交付，發(fā)揮應用效益?！比涨埃谥袊鴼庀缶纸M織的碳衛(wèi)星在軌測試總結(jié)評審會上，評審委員會鑒定認為。
搭載二氧化碳和氣溶膠兩個探測儀
“與以往的氣象衛(wèi)星不同，碳衛(wèi)星是在可見光和近紅外譜段，利用分子吸收譜線探測二氧化碳濃度，其主要由模塊化衛(wèi)星平臺、高光譜二氧化碳探測儀與多譜段云與氣溶膠探測儀組成。”張鵬說。
大氣中，二氧化碳濃度只有萬分之四左右，而按照項目設(shè)計，對二氧化碳濃度監(jiān)測的精度優(yōu)于4ppm（百萬分比濃度）。意味著，碳載荷必須能發(fā)現(xiàn)大氣中二氧化碳1%的濃度變化。
“這就需要探測儀具有極高的光譜分辨率和探測靈敏度。”張鵬說，在幾十納米的帶寬上，人眼看只有一個顏色，二氧化碳探測儀采用大面積衍射光柵對吸收光譜進行細分，能夠探測2.06微米、1.6微米、0.76微米3個大氣吸收光譜通道，最高分辨率達到0.04納米。
多譜段云與氣溶膠探測儀雖然不是“主角”，但它的作用也不可小覷?！皻馊苣z會使陽光發(fā)生散射，從而影響到碳衛(wèi)星接收到的輻射信息。而氣溶膠探測儀可以排除大氣氣溶膠的干擾，當近地面有大量氣溶膠時，可對其含量進行測定?！睆堸i說。
鑒定結(jié)果也表明，高光譜二氧化碳探測儀和云與氣溶膠探測儀各項功能滿足任務書要求，其中前者光譜定標精度優(yōu)于指標要求?！耙簿褪钦f，這樣測量出的二氧化碳含量會更精確?！睆堸i說。
觀測姿態(tài)多變 如同跳華爾茲
“碳衛(wèi)星通過5種觀測模式組合，完成對全球二氧化碳的探測，其裝載的高光譜二氧化碳探測儀有2000多個通道，光譜解析度極高?！碧夹l(wèi)星首席應用科學家、國家衛(wèi)星氣象中心總工程師盧乃錳說。
為滿足碳衛(wèi)星5種觀測模式和10余種指向模式間自如切換的要求，衛(wèi)星平臺研究人員為其打造出一副好“身板”。也就是所謂的“復雜姿態(tài)指向控制系統(tǒng)”，讓衛(wèi)星能夠大角度姿態(tài)轉(zhuǎn)動，就像跳華爾茲一樣，實現(xiàn)斜著看、豎著看、盯著看。同時還要觀測太陽和月亮，進行對日、對月定標。
“這就給衛(wèi)星設(shè)計提出了很高的要求，但事實證明我們做到了。”張鵬說。
的確，有鑒定意見為據(jù)?！霸谲墱y試結(jié)果表明：衛(wèi)星軌道、姿態(tài)正常；各項遙控遙測功能、數(shù)傳運行正常；星地數(shù)據(jù)接口匹配良好，星上記錄存儲和回放正常，各種工作狀態(tài)切換響應及時準確，衛(wèi)星平臺各項指標均符合任務書要求?！?/div>
與美日整體處于并跑水平 部分領(lǐng)先
當前，氣候變化
問題全球矚目。為更精確地監(jiān)測全球二氧化碳空間分布情況，2009年，日本發(fā)射了溫室氣體觀測衛(wèi)星“呼吸”號（GOSAT），2014年美國發(fā)射了OCO-2衛(wèi)星。
按項目設(shè)計，我國的碳衛(wèi)星大氣二氧化碳反演精度可達1—4ppm，比GOSAT衛(wèi)星監(jiān)測精度高，與OCO-2衛(wèi)星相當?！懊绹鳲CO-2衛(wèi)星只有一個觀測二氧化碳的儀器，無法同時獲取云和大氣中氣溶膠的信息，而這些信息是衛(wèi)星探測二氧化碳非常重要的輔助觀測信息?！睆堸i說。
盧乃錳也表示，日本GOSAT的有效觀測點只有300多個，我們在設(shè)計時加大了衛(wèi)星的掃描寬度，增加了采樣點，使得有效觀測點比他們多了一個數(shù)量級。
“完成在軌測試只是第一步，接下來我們要把接收到的磁信號處理成可見的光譜信號，用光譜信號再反演出空氣中二氧化碳的濃度，反演是整個處理過程的核心，從而形成全球二氧化碳觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可供科研人員共享?！睆堸i強調(diào)。
(原標題：中國碳衛(wèi)星在軌測試成功，5種模式監(jiān)測全球
碳排放)
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