“风云”遨游浩瀚太空

  1988年9月7日，在世界气象组织二区协第九届会议上，时任世界气象组织主席、中国国家气象局局长邹竞蒙手举一张卫星云图，向与会代表宣布，它是数小时前由中国第一颗气象卫星——风云一号A星提供的首幅图。

  这是中国气象史上浓墨重彩的一笔，我国由此跨入世界上少数几个有能力自己研制、发射和运行气象卫星国家的行列，彻底结束了国人只能从地面观测天气的历史。从零起步，从试验型到业务型，从跟跑到并跑再到部分领跑的跨越……高悬天际的中国“风云”承载着几代科技工作人员的梦想与荣耀，见证了无数人的呕心沥血、百折不挠。

  1969年初，一场罕见的雨雪冰冻天气席卷了半个中国，黄河以南的铁路交通完全中断，电力线网和通信线路被沉重的冰凌压断，大片地区停电、通信中断。自然灾害给经济社会持续健康发展设置了一道又一道障碍。因为缺乏气象监测资料，难以及时有效应对。

  当时，国际上气象卫星技术的快速更新迭代如火如荼。早年世界上拥有气象卫星的国家只有前苏联和美国。我国预报员虽能接收国外气象卫星云图，但只是单纯的“黑白图像”，未经过定量处理，无法挖掘原始数据、反演各种气象要素的定量和图像产品，应用受到极大限制，气象卫星的研发迫在眉睫。

  1970年2月，周恩来总理亲自签发中央、国务院、文件，下达了研制气象卫星的任务，坚定了新中国发展气象卫星事业的决心。

  一种观点是坚持走自力更生、自主研制的道路，另一种观点则担心造不出卫星，认为“造星不如租星，租星不如买星”。气象卫星科技工作人员力排众议，极力倡导自主研制。

  “我们是白手起家，没有人告诉你如何去做，要靠实践凝练，要花代价去换取经验和知识。”回忆起风云卫星系统研制的起步阶段，风云一号A星地面应用系统总指挥、国家卫星气象中心原主任钮寅生仍记忆犹新。刚成立的气象卫星311研究小组只有十几个人，大家甚至连什么是卫星轨道都搞不清楚，必须一步一个脚印摸索着前进。

  1977年11月，在气象卫星工程第一次大总体方案论证会上，确定了气象卫星工程代号为“七一一”，并将我国第一代极轨气象卫星命名为风云一号，正式开启“风云纪元”。

  与现在的“机场式安检”、智能化运作不同，那时卫星厂房内只有被磨平的水泥地，没有通风系统，没有防静电措施，人员出入全靠手写登记……“上世纪八九十年代，一间不到8平方米的红砖厂房，刚够放风云一号和风云二号两颗卫星。”风云二号H星指挥汤红涛坦言，由于缺乏造卫星的经验，设备工装跟不上卫星研制需要，费时费力。

  除了得克服差强人意的造星环境，气象卫星从太空拍摄、收集的数据需通过地面系统接收，地面接收站从无到有靠的还是埋头苦干。风云一号卫星应用系统总设计师范天锡回忆起建站时的场面历历在目：“地下电缆、电话线都是从其他单位要来的；排水沟是大家齐心协力挖出来的，1米粗的管子，也是我们自己用汽车、马车拉过来的；装卸车时，大伙儿拖家带口都得上；还有的年轻人既当电工，又当水暖工，趴在地上安装水泵……”

  风云卫星遭遇的坎坷远不止于此。比如，1990年9月，由于经验不足，卫星的计算机电路芯片受空间高能粒子轰击，产生单粒子翻转问题，引起计算机工作失常。我国航天人抱着“绝不放弃”的信念，开展了一场长达75天的卫星地面营救行动，这在世界航天史上都属罕见。通过加强地面测控管理，每天六轮监视卫星在轨工作，虽一次次挽救了风云一号B星，但最终它只正常运行了285天。

  巨大质疑扑面而来，两弹一星元勋、当时已是古稀之年的任新民，着了魔一般带领科学技术人员分析原因，并亲自到有关部门汇报工作，坚定要求支持我们这支气象卫星队伍走下去；为攻克风云二号前两颗卫星出现的问题，时任风云二号卫星地面应用系统总师许健民，副总师李希哲、张青山与全体小组成员一起，登上青藏高原开展“救星”试验，于上万次手写运算中破解定位难题……

  正是这些在心头久久挥之不去的痛，为我国极轨气象卫星和静止气象卫星的研制与技术积累了经验，也时时刻刻激励着气象卫星科技工作人员以更加“严、慎、细、实”的工作态度投入到卫星的研制和应用中。“面对这项高投入、高技术、高风险、高回报的工作，我们来不得半点马虎。”国家卫星气象中心主任杨军说。

  “科学创新过程中的曲折是必然的，但是遇到曲折后，该怎样对待曲折的态度是最重要的。要下决心克服曲折，总结经验，不断前进。”风云二号工程总设计师、中科院院士孙家栋坚信，我国气象卫星事业得以快速的提升，靠的就是在起步时坚持自主创新，努力实现核心技术和器件的自主可控。

  此后，越来越密集的科学技术创新与技术颠覆，支撑起我国气象卫星研制历史上由屡遭挫折到圆满成功的完美转身。

  1999年风云一号C星、2004年风云二号C星成功发射，突破了长寿命稳定运行的技术瓶颈，具备了提供长期连续业务观测资料能力；

  2008年风云三号A星发射升空，极轨气象卫星实现升级换代，搭载的载荷数量从风云一号的1个增加到11个，技术指标与世界同期领先水平相当；

  2016年风云四号A星成功发射，每15分钟就能进行一次地球全圆盘观测，每5分钟就能完成一次中国区域观测，依靠其独一无二的大气“CT机”，在全球率先实现了静止轨道干涉式大气垂直探测数据在数值天气预报模式中的同化应用；

  2018年我国新一代静止轨道气象卫星风云四号A星正式投入业务运行，中国以及亚太地区用户可接收包括大气、云、沙尘、降水、辐射、闪电等23种数据产品……

  杨军表示，风云气象卫星资料和产品在台风、暴雨、大雾、沙尘暴等多种灾害监测预警中发挥了关键作用，成为预报员监测重大天气必不可少的手段，已大范围的应用于生态文明建设、防灾减灾、应对气候平均状态随时间的变化等重要领域。

  如今，风云卫星共有7星在天，遨游在浩瀚的太空。4颗静止轨道气象卫星在轨运行使用，形成了“多星在轨、互为备份、统筹运行、适时加密”的业务格局；3颗极轨气象卫星在轨运行使用，可对全球和区域范围内的极端天气、气候和环境事件开展及时高效观测。

  迈入世界先进行列，风云卫星还肩负起构建人类命运共同体的担当，不仅被世界气象组织列入国际气象业务卫星序列，成为全世界综合地球观测系统的重要成员，也是国际灾害机制的值班卫星。截至2021年3月，使用风云卫星数据的国家和地区数量已增加至117个（包括83个“一带一路”沿线国家），确定了我国地球观测领域的国际地位，为气象全球监测、全球预报、全球服务贡献中国智慧和力量。（记者 郭静原）