記者 邊雪
記者從國家航天局獲悉， 11月14日6時42分，海洋鹽度探測衛星由長征四號乙遙五十三運載火箭在太原衛星發射中心發射升空。運載火箭飛行正常，成功將衛星送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功，此次任務是長征系列運載火箭第545次發射。
在擁有海洋鹽度探測衛星之前，我國大多采用海洋科考船或漂流浮標的形式來獲取一手海洋鹽度數據，數據覆蓋范圍和觀測連續性有限，而海洋鹽度探測衛星的成功發射，將為全球海洋治理、維護全球海洋環境和人類共同利益貢獻中國力量。
探測衛星助力海洋強國發展
“黨中央先后提出了建設海洋強國、航天強國的目標，作為航天工作者，我們有責任、有義務以航天科技助力強國建設”，五院海洋鹽度探測衛星總指揮說。衛星研制團隊肩負起推動海洋強國建設的使命責任，歷經10余年的矢志攻堅，先后攻克了多項關鍵技術，使我國擁有了自主可控、高精度高連續性的全球海洋鹽度數據源。
海洋鹽度探測衛星是國家民用空間基礎設施中的科研衛星，又稱海洋四號01星。衛星配置綜合孔徑輻射計、主被動探測儀等載荷。發射入軌后，可填補我國高精度全球海洋鹽度探測能力空白，完善我國海洋動力環境要素數據獲取能力，提升我國海洋預報產品精度及質量，滿足海洋環境預報、海洋生態預報、水循環監測、短期氣候預測與全球氣候變化研究等方面的業務需求，并兼顧土壤濕度測量，為海洋主體行業應用和農業農村、減災、氣象等相關行業應用提供支撐數據，形成應用產品能力。
海洋動力環境包括溫、鹽、深、風、浪、流等多種要素。其中，海洋鹽度的測量是海洋探測的一大難關。目前，全球尚未有大范圍連續穩定的高精度海洋鹽度探測數據。
五院研制人員告訴記者，運用衛星遙感手段探測海洋鹽度，主要是通過衛星獲取海面微波輻射亮溫數據傳至地面進行反演而成，但是亮溫的變化幅度很小，且探測通常受到多重因素影響，天基高精度海洋鹽度探測一直是世界級難題。
亮溫是衡量海面微波輻射強度的物理量，會跟隨海洋鹽度變化而變化，可以通過微波輻射計接收海面微波輻射信號測得。海面溫度、海面粗糙度、人為信號干擾等都會影響微波輻射計測量的精準度。“為了盡可能排除各種干擾因素的影響，我們設計了多種遙感器聯合探測的方法，衛星配置了綜合孔徑微波輻射計、主被動探測儀和頻譜監測儀三類遙感載荷，能夠同步測量海洋鹽度各種影響要素。”衛星研制人員說。
如何“望聞問切”測量鹽度？
海洋動力環境包括溫、鹽、深、風、浪、流等多種要素。其中，海洋鹽度的測量是海洋探測的一大難關。目前，全球尚未有大范圍連續穩定的高精度海洋鹽度探測數據。
五院研制人員告訴記者，運用衛星遙感手段探測海洋鹽度，主要是通過衛星獲取海面微波輻射亮溫數據傳至地面進行反演而成，但是亮溫的變化幅度很小，且探測通常受到多重因素影響，天基高精度海洋鹽度探測一直是世界級難題。
亮溫是衡量海面微波輻射強度的物理量，會跟隨海洋鹽度變化而變化，可以通過微波輻射計接收海面微波輻射信號測得。海面溫度、海面粗糙度、人為信號干擾等都會影響微波輻射計測量的精準度。“為了盡可能排除各種干擾因素的影響，我們設計了多種遙感器聯合探測的方法，衛星配置了綜合孔徑微波輻射計、主被動探測儀和頻譜監測儀三類遙感載荷，能夠同步測量海洋鹽度各種影響要素。”衛星研制人員說。
據五院工作人員介紹，海洋鹽度探測衛星在太空中工作時就如同一名中醫對全球海洋“望聞問切”，全面地獲取海洋鹽度探測所需數據。
“望”即衛星站在“太空視角”登高望遠，對全球海洋進行大范圍的連續觀測。
“聞”是海洋鹽度探測衛星的重要工作，綜合孔徑輻射計、主被動探測儀中三個被動探測儀均可“收聽”海面微波信號。其中，綜合孔徑輻射計選擇了對于海面亮溫變化更敏感、波長較長、頻率較低的L波段，依托小口徑天線陣列等效合成大口徑天線效果的原理，如同將許多個“小耳朵”等效成一個“大耳朵”，“收聽”海面“低聲訴說”的亮溫信息。主被動探測儀中被動探測儀由L、C、K波段三個微波輻射計組成，同樣是利用綜合孔徑技術，其中L波段微波輻射計依然是“收聽”海面“低聲訴說”的亮溫信息，與綜合孔徑輻射計探測數據互為補充；而C波段、K波段的微波輻射計則工作在頻率更高的波段，主要“收聽”海面“中高音”部分，這一波段的信號能夠幫助實現海面溫度數據的反演。
“問”則由頻譜監測儀完成。由于衛星主要工作的L波段也是手機通信、北斗導航等的工作波段，因此衛星L波段微波輻射計接收到的信號常常會受到人類活動信號干擾。頻譜監測儀可以固定工作在L波段，通過“收聽”海面微波信號，不僅可以分辨“音色”，還能識別位置，如同詢問“干擾源在何方？”，精準鎖定干擾信息，幫助科研人員排除射頻干擾。
“切”則是衛星唯一一個主動動作，由主被動探測儀的主動儀器——L波段微波散射計來完成。它通過向海面發射微波信號，測算信號遇到海面波浪等發生的后向散射系數，如同“伸手摸”海面的“皮膚狀況”，用來探測海面粗糙度。
“衛星將海面亮溫、海面溫度、海面粗糙度、射頻干擾等信息提供給地面站，由地面工作人員對接收到的數據進行處理，進而反演出海洋鹽度信息。”衛星研制人員告訴記者，“同時，在衛星飛躍陸地上空時，也可以兼顧土壤濕度的測量，具有更廣闊的應用場景。”
“海洋鹽度探測衛星可以全天時、全天候獲取高精度全球海洋鹽度信息，在正常工作狀態下，衛星可以不間斷地記錄觀測數據，并在飛行至地面站接收范圍內時將數據下傳。”衛星研制人員介紹，“衛星每天可獲取全球70%以上的海洋鹽度數據，每3天可覆蓋全球。”為了讓衛星能夠有充足的能源穩定工作，海洋鹽度探測衛星工作軌道選擇了與地球晨昏線近似重合的“晨昏軌道”，確保衛星太陽能電池板可以始終沐浴陽光，得到充足穩定的能源。
