2017年9月的一天
微信啟動畫面突然“變臉”
那張標志性的地球照片
從美國航天員拍攝的圖片
換成了
我國新一代靜止軌道氣象衛星
“風云四號”的成像圖
地球從未如此清晰
“風云四號”
堪稱科技領域的杰作
它搭載了多項世界級的先進載荷
其中
全球首臺干涉式大氣垂直探測儀
如同一顆璀璨的“明珠”
它在紅外波段擁有1600多條探測通道
猶如一臺“超級CT”
把大氣切成上千層
測出每一層的溫度、濕度等數值
讓精細預測災害性天氣成為可能
這一載荷的研制團隊
來自中國科學院上海技術物理研究所
（簡稱上海技物所）
這支擅長空間紅外遙感的“國家隊”
歷時十五載
完成了一場后來者居上的技術賽跑
大氣
是一個復雜而多維的存在
它的真實結構和變化
需要三維觀測才能全面揭示
可就在2016年
中國成功發射“風云四號”之前
全球范圍內
氣象衛星搭載的光學遙感儀器
所捕獲的大氣成像圖
普遍都是二維視角
▲“風云四號”干涉式大氣垂直探測儀典型溫度通道加密觀測。
早在20世紀80年代末
美國就開始布局研制
探測大氣三維結構的
高光譜紅外干涉儀
并成功進行了樣機試驗
美國地球靜止軌道氣象衛星（GOES）
曾雄心勃勃地規劃
要在21世紀前10年將其送入太空
然而
歷史發展的軌跡總是出人意料
1995年
一場氣象衛星研討會上
中國科學院院士、上海技物所研究員匡定波等人
敏銳地提出
要將干涉式大氣垂直探測儀
作為“風云四號”的主載荷之一
這一極具遠見的建議
為中國氣象衛星
遙感技術的跨代發展
指明了方向
2001年10月
上海技物所會議室里
正在進行一場重要的面試
來自香港科技大學的華建文
吸引了在場所有人
就憑他橫跨光機電熱四大專業的學術背景
匡定波當即表示
“我看華建文就適合做干涉儀”
干涉式大氣垂直探測儀的
關鍵技術攻關極其復雜
其中的干涉儀
作為大氣垂直探測儀的精髓
自20世紀70年代后期被引入國內
始終未能取得國產化突破
華建文毫不猶豫
接下這塊難啃的“硬骨頭”
▲干涉式大氣垂直探測儀核心——低溫紅外干涉儀。
干涉儀
是通過光學系統對光信號進行干涉
干涉圖像經過傅里葉變換形成光譜圖
再經過氣象學大氣遙感反演
得到大氣溫度、濕度的三維結構
它的主要功能模塊非常復雜
而動鏡是干涉儀的“心臟”
在不斷摸索中
華建文攻克了兩大難關
第一大難關是
運動機構精度的極致要求
對于亞微米量級的精度控制
所有關鍵器件
都需要純手工打磨
在華建文眼里
干涉儀無異于一件極致的工藝品
第二大難關是
精密儀器如何承受
衛星發射的振動沖擊實驗
為了滿足試驗要求
他為動鏡驅動機構
獨創了一套鎖定裝置
▲紅外干涉儀技術研發平臺研制團隊（左二：華建文）。
2006年底
國內首臺干涉式大氣垂直探測儀
原理樣機研制成功
但作為干涉儀的核心部件之一
也是西方對我國禁運的
一項“卡脖子”技術
分束器的自主研制
遲遲無法突破
分束器的關鍵技術難點
在于光學薄膜
鍍膜材料和基底吸收對均衡分光的影響
應力對分束器面型的影響
雙區域集成鍍膜工藝
……
當一系列難題拋向于天燕時
她還只是一名在讀博士生
當于天燕和團隊
一次又一次陷入困境
舉步維艱時
是研究所包容失敗的文化氛圍
給了他們穩定人心的力量
2008年
核心技術攻關
終于邁過了一道又一道坎
正當預研正式驗收時
這一載荷的上星計劃
波瀾乍起
美國由于技術和經費原因
擱置了該儀器的研發項目
歐洲也大幅調整了計劃
“風云四號”
成為了國際上絕無僅有的
同步搭載
掃描成像儀和干涉式大氣垂直探測儀的衛星
在工程立項論證中
支持這一載荷“暫緩上天”的聲音
不絕于耳
然而
匡定波和
中國工程院院士、國家衛星氣象中心主任許健民
卻堅持認為
“創新型儀器
必須萬無一失才能上天的想法不可取”
華建文也表示
“當別人放棄時，我們堅持
做成功了，就領先世界”
2010年
干涉式大氣垂直探測儀
終于拿到工程階段的“通行證”
要把實驗室儀器
變成可以上天的儀器
中間的跨越是巨大的
它不僅面臨更多的資源約束
還要經受完全不同的力學沖擊和溫度考驗
2016年12月11日
“風云四號”A星成功發射
自此
它守護在3.6萬公里高空的地球靜止軌道
當臺風、沙塵暴、特大暴雨、暴雪等
災害性天氣登場時
都經受住了重重考驗
▲“風云四號”B星干涉式大氣垂直探測儀出廠時合影。本文圖片均為上海技物所提供。
在被問及
團隊如何在備受爭議的情形下堅持科研
上海技物所所長
干涉式大氣垂直探測儀主任設計師丁雷
坦然答道
科研人員心里只有國家任務
是聽不見“噪聲”的
不管有沒有條件、有沒有支持
都要完成任務
這是我們義不容辭的責任
《中國科學報》明日（8月16日）刊發全文：
《打造大氣“超級CT”》
2017年9月的一天微信啟動畫面突然“變臉”那張標志性的地球照片從美國航天員拍攝的圖片換成了我國新一代靜止軌道氣象衛星“風云四號”的成像圖地球從未如此清晰“風云四號”堪稱科技領域的杰作它搭載了多項世界......
2017年9月的一天微信啟動畫面突然“變臉”那張標志性的地球照片從美國航天員拍攝的圖片換成了我國新一代靜止軌道氣象衛星“風云四號”的成像圖地球從未如此清晰“風云四號”堪稱科技領域的杰作它搭載了多項世界......
2023年12月5日早7時33分，天雁16星隨著谷神星遙九運載火箭在酒泉衛星發射中心升空，并進入預定軌道。記者從該衛星抓總研制單位耕宇牧星（北京）空間科技有限公司獲悉，天雁16星是全球首顆商用被動微波......
4月16日9時36分，我國首顆低傾角軌道降水測量衛星——風云三號G星，搭乘長征四號乙運載火箭，在酒泉衛星發射中心成功發射。這是繼美國、日本聯合發射專用降水測量衛星之后國際上第三顆發射的主動降水測量衛星......
12月1日，經過6個月的業務試運行和今年汛期臺風、暴雨、強對流天氣的“實戰”考驗，風云三號E星、風云四號B星及其地面應用系統正式業務運行。作為全球觀測業務序列中的成員，“黎明星”風云三號E星為全球數值......
遙感三十四號03星15日從酒泉衛星發射中心發射升空。這顆衛星乃“上海造”，也是中國航天科技集團八院(簡稱：八院，地處上海)的衛星研制主力軍——509所造的第100顆衛星。八院方面透露，站在下一個百星的......
第十四屆中國國際航空航天博覽會(中國航展)開幕在即。記者7日從中國航天科技集團獲悉，面向氣象高質量發展要求，中國已啟動第三代風云低軌氣象衛星——風云五號的預研工作，目前正在開展新一代衛星技術攻關。中國......
第十四屆中國國際航空航天博覽會(中國航展)開幕在即。記者7日從中國航天科技集團獲悉，面向氣象高質量發展要求，中國已啟動第三代風云低軌氣象衛星——風云五號的預研工作，目前正在開展新一代衛星技術攻關。中國......
近日，我國多地持續晴熱天氣，部分地區最高氣溫可達40℃以上。我國風云系列氣象衛星第一時間獲取了高溫地區觀測資料，并利用多型衛星進行嚴密監測，為防暑工作提供有力數據支持。多顆衛星齊上陣實時監測全國高溫地......
6月1日，澎湃新聞（www.thepaper.cn）從中國氣象局獲悉，風云三號E星、風云四號B星及其地面應用系統轉入業務試運行，開始為全球用戶提供觀測數據和應用服務。作為全球觀測業務序列中的成員，它們......