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“海洋二號衛星在軌運行一年多以來，完成5000多軌的探測。星上四臺微波遙感器和精密定軌設備均工作穩定。”在近日舉行的第三屆微波遙感技術研討會上，國家衛星海洋應用中心副主任、副總工程師林明森介紹了海洋二號衛星的應用進展情況。
海洋二號衛星的成功運行，標志著我國成為繼美國和歐盟之后第三個具備研制和應用綜合海洋動力環境衛星能力的國家。
“這是我國航天微波遙感從研制走向應用的一個典型。”中國工程院院士、中科院國家空間科學中心研究員姜景山向記者介紹，我國航天微波遙感已從跟蹤模仿階段進入到自主創新階段，當前應朝著“從研究到應用”的發展方向，然而，其在業務化應用方面還有困難。
從跟蹤模仿走向自主創新
姜景山介紹，我國微波遙感起步于上世紀70年代初，航天微波遙感則是以載人航天工程“神舟”四號飛船為平臺的多模態微波遙感器為起點。
此后，我國又發射了多顆微波遙感衛星。例如，“嫦娥”一號、二號探月衛星在國際上首次用微波探測儀從月球軌道上獲取了全月微波亮溫圖，繪制了國際上首個“微波月亮”；風云三號用微波毫米波實施了氣象要素探測，使我國首次有了自己的微波遙感氣象數據；海洋二號衛星是首顆以微波遙感為主載荷的海洋動力探測衛星。
姜景山表示，我國航天微波遙感技術的發展已形成包括前沿理論與方法研究、工程技術發展與實踐等在內的完整科學技術體系，為國家經濟社會發展和保障國家安全提供了先進的科技手段。
國家空間科學中心主任助理董曉龍研究員也告訴記者，我國航天微波遙感經過幾十年發展，已經開始從跟蹤模仿走向自主創新。
業務化應用亟須加強
反演云雨和大氣溫度、濕度廓線，提供云內部三維溫濕度結構信息；對臺風、暴雨、強對流等災害性天氣系統的降水結構及變化進行有效監測；為有限區域數值天氣預報提供理想的初始場。
這是國家衛星氣象中心副主任盧乃錳介紹的靜止軌道微波探測的主要科學目標。盧乃錳表示，風云三號氣象衛星探測儀器的光譜涵蓋微波波段，可以穿透大氣云雨，所以其在靜止軌道的高頻次連續觀測可有效地彌補極軌氣象衛星無法有效捕捉中小尺度天氣系統演變的問題。
不過，董曉龍介紹，截至目前，我國已發射的風云三號及海洋二號衛星雖已開始在氣象和海洋預報中發揮作用，但仍是科研試驗性質的衛星，還沒有在數值預報系統中實現業務應用。
為此，董曉龍認為，當前我國航天微波遙感衛星應朝著業務化方向發展，從試驗走向應用，并亟須加強應用模型等方面的研究。
面對差距奮起直追
“我們與發達國家相比尚有差距。”姜景山坦言，我國航天微波遙感研究還存在對微波遙感認識不夠全面、基礎器件及材料對外依賴性大、基礎設施不完善、基礎理論（含基礎技術）研究不夠深入等問題。
董曉龍則介紹，目前衛星有效載荷設備所使用的部分核心元器件，特別是微波元器件和高端大規模數字器件仍需進口。這些“進口”的元器件很多都是從國外工業級產品中篩選出來的，并不能完全達到航天應用的要求，影響了有效載荷的性能和可靠性。“國外衛星使用壽命一般可達到九年或十年，我們的設計壽命一般只有三年。”他說。
其次，業內專家還認為，由于缺乏長遠的統籌協調發展規劃，我國航天微波遙感行業還出現了“無序競爭”的苗頭和低水平重復建設等問題。
“我國目前已具備研制各種衛星微波遙感載荷的能力，但應加強載荷的功能精細化、性能精準化研究，要重視面向科學應用的微波遙感技術發展，這樣才能真正實現自主創新。”董曉龍說。
姜景山認為，在考慮中國空間微波遙感技術發展時，必須注意國家政策和需求、我國國情和技術發展現狀以及國際發展水平等因素。
來源：中國科學報