“尺子”和“相机”:揭秘海洋一号D星两大载荷

2020年06月11日08:39  来源:人民网-科技频道
 

  人民网北京6月11日电(赵竹青)今天,我国海洋一号D卫星成功发射,开启了它的使命之旅。这颗星上搭载了5名“乘客”,其中的两名重要“乘客”是来自航天科技集团公司五院508所的星上定标光谱仪和海岸带成像仪。

  这两位“乘客”,将助力实现海洋水色遥感和海岸带探测,为海洋生物资源、海岸带资源开发利用、海洋污染监测与防治、海洋科学研究以及气象、农业、水利等提供服务。

  精准的星上“尺子”:星上定标光谱仪

  “作为国内首台对同平台上其他载荷进行在轨定标的遥感器,海洋一号星上定标光谱仪填补了我国同平台高精度交叉定标技术的空白。”航天科技集团公司五院508所星上定标光谱仪技术负责人马越介绍。

  继海洋一号C星成功在轨应用,海洋一号D星星上定标光谱仪今日成功进入太空,它所下传的数据,将被科研人员作为“基准”,以此来监测该星上其他载荷在轨期间性能变化情况。可以说,星上定标光谱仪就是一把“尺子”,可有效保证星上相关光学载荷的数据精度。

  那么,这把“尺子”具备哪些高强本领呢?据研制人员介绍,首先是数据精度高。因为它一直以太阳光谱辐射能量数据为参照,而太阳的光谱辐射能量是相对稳定的,可以校准这把天上的“尺子”。其次是光谱匹配度高,可为不同谱段设置的光学载荷定标。再次是性能高。据了解,这把“尺子”就是为适应海洋弱信号、高背景噪声的观测需求而生的。研制团队采用低杂散光、低偏振灵敏度、高探测灵敏度、大动态范围的系统设计,满足其对海洋、陆地不同目标的观测需求,提高其定标精度。最后,还有效能高。因为该光谱仪的“眼睛”不仅能“直视”,还能“斜看”,可以选择区域进行指向观测。

  高清空中“相机”:海岸带成像仪

  “508所在海洋一号D星上的另外一名乘客是海岸带成像仪,目前是国内第四台成功在轨运行的海岸带成像仪。”航天科技集团公司五院508所海岸带成像仪技术负责人贾福娟介绍说。

  海岸带成像仪可用于获取海岸带、江河湖泊生态环境信息。据介绍,海岸带是陆地系统和海洋系统的结合部,是一个敏感的过渡地带,也是海洋与大陆两大不同属性的地貌单元相互连接的地带。因此,海岸带成像仪的成像要兼顾海洋水色、陆地生态和极地冰川。

  海水的反射率非常低,而冰川的反射率又非常高,因此,像星上定标光谱仪一样,海岸带成像仪也需要很大的动态范围和很高的信噪比。为此,研制团队建立了全链路的杂光仿真分析模型,采用光陷阱、超黑件等杂光抑制手段,并通过多次、全面测试验证了该措施的有效性。

  水面上,存在着各种不同的光的散射现象,因而水色传感器必须有很强的“消偏”能力。为此,海岸带成像仪研制团队对该载荷设计、加工、镀膜全过程均进行了精细控制,降低了仪器自身的偏振度,有效提高地面科研人员的数据反演精度。

  据了解,该台成像仪与海洋一号C星海岸带成像仪是一起研制、生产的“同胞兄弟”。“按计划晚于‘兄长’近两年进入太空,就是希望它可以在当下海洋一号卫星组网运行中,兄弟合力奋斗发挥更大作用。”贾福娟说。

(责编:赵超、吕骞)