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            強觀察 | “句芒號”上天 太空“碳匯王者”有多牛?

            2022年08月08日16:25 | 來源:人民網-強國論壇
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            人民網北京8月8日電 (張桂貴、方經綸)8月4日11時08分,我國在太原衛星發射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,成功將陸地生態系統碳監測衛星“句芒號”送入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。

            句(gōu)芒,是中國古代民間神話中的木神、春神、東方之神,主管樹木的發芽生長。以它命名的衛星“句芒號”,是世界首顆森林碳匯主被動聯合觀測的遙感衛星,能夠實現對森林植被生物量、氣溶膠分布、葉綠素熒光的高精度定量遙感測量,是太空的“碳匯王者”。

            “句芒號”衛星運行示意圖。 航天科技集團五院供圖

            據航天科技集團五院專家介紹,在“句芒號”衛星發射前,我國傳統的碳匯測量主要依靠人工對森林植被進行抽樣監測,碳星的應用將改變這一現狀,標志著我國碳匯監測進入天基遙感時代。

            “森林碳匯監測需要有高精度的植被數據作為支撐,為了達到這一要求,研制團隊創新性地將天基測繪‘激光雷達+光學相機’為代表的主被動聯合觀測手段應用到森林監測中! 航天科技集團五院專家表示,通過衛星獲取高精度數據,對激光雷達和多光譜相機要求很高。衛星研制團隊基于現有技術基礎,設計出了天基森林碳匯監測的“絕佳方案”:以激光雷達波束翻倍、重頻提升逾30倍,配置5個多光譜相機進行5角度綜合觀測。這種主被動聯合觀測模式,不僅充分發揮了激光雷達和多光譜相機的優勢,同時還能利用激光校準多光譜相機精度,充分滿足了森林碳匯監測的精度需求。

            植被高度、植被面積、葉綠素熒光和大氣PM2.5含量是計算森林碳匯能力的核心數據。為此,“句芒號”衛星配置了多波束激光雷達、多角度多光譜相機、超光譜探測儀、多角度偏振成像儀等多種載荷支持獲取以上數據,其先進的技術還能確保數據“準、全、細、精”。

            值得一提的是,葉綠素是植被光合作用的關鍵影響因素,為提升葉綠素光譜探測精細程度,科研人員為“句芒號”衛星設計配置了超光譜探測儀,創新性使用了光柵分光原理,將光譜分辨率較傳統提升了10倍,實現國際首次0.3nm精細探測,能夠探測到人眼所看不到的太陽光明暗細微變化。

            “句芒號”衛星超光譜探測儀葉綠素熒光捕捉示意圖。 航天科技集團五院供圖

            航天科技集團五院專家介紹,“句芒號”衛星工作模式極其復雜,按照載荷工作模式組合計算多達47種。除了碳匯測量外,“句芒號”衛星還能夠完成其它多個領域的任務。例如,它可應用于環保、測繪、氣象、農業、減災等領域,支撐作物評估、植物病蟲害監測、災害應急成像等工作。

            另外,研制團隊考慮要讓衛星支持更多應用的同時,還要考慮衛星易用、好操控。為此,研制團隊從硬件上保證各種載荷數據獨立傳遞,從軟件上讓衛星“智能化”,根據設定的邊界條件參數實現自主辨別海洋、陸地、光照條件,并以此自動規劃“最佳探測任務”流程,實現完全的自主任務規劃。在這種設計下,除了特殊或突發的任務外,“句芒號”衛星無需用戶“操心”,就能如同智能掃地機器人一樣,一鍵開機,掃哪里、怎么掃、一氣呵成。(柴躍 張蘭蘭 劉錦洋 王琬涵對本文亦有貢獻)

            (責編:方經綸、賀迎春)

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