凌晨发射的这颗卫星到底有多牛？细数风云四号B星的三大“法宝”
◎ 谷宇 张立国 科技日报记者 付毅飞 付丽丽
6月3日00时17分，风云四号B星在西昌卫星发射中心成功发射，风云四号A星终于盼来了可以并肩作战的好兄弟。
照片作者：郭文彬
作为风云四号系列的首颗业务卫星，与A星设计寿命7年、工作考核寿命5年的试验星不同，B星的设计和工作寿命均为7年，且计划之中就是要承担业务使命。作为业务卫星，B星要在太空中服役7年，各项性能、指标要求更高。那么，这颗卫星到底有多牛，又有哪些“杀手锏”呢？科技日报记者带您一探究竟。
“在继承A星三轴稳定、多种载荷等先进技术基础上，B星的静止轨道辐射成像仪、静止轨道干涉式红外探测仪、空间天气监测仪等均有进一步改进。” 风云气象卫星工程副总设计师张志清说，为了充分发挥卫星应用效益和为未来发展进行探索，B星还优化了载荷配置方案，换装了一台快速成像仪，更加发挥静止轨道卫星的组合优势。
速度更快 想看哪里看哪里
台风、沙尘类天气现象影响范围广、预测难度大。“如何才能最快地利用气象卫星监测短时临近极端天气？” 这是用户最初向研制团队提出的“灵魂拷问”。
想要实现新目标，就要增添“新武器”，快速成像仪就是B星最新的“杀手锏”。
据介绍，快速成像仪通过长线列探测器、离轴三反光学系统结合二维灵活扫描成像，可对2000公里×2000公里的区域进行每分钟一次的高频观测，小区域的成像时间更短，且空间分辨率达到了静止轨道气象卫星的全球最高——250米。
风四B星效果图。图片来源：中国航天科技集团八院
“速度快、分辨率高、响应灵活，这是一个面向未来应用的载荷！”张志清表示，以前气象卫星提供什么产品，预报员就用什么产品，在风云四号B星投入使用后，这一切将会改变。
通过B星携带的快速成像仪，区域气象卫星监测产品，可以快得像流水线一样生产。这意味着，卫星产品的制作，能够以分钟为单位，快速响应气象预报员不断变化的观测需求，做到预报员想看哪个区域，就能快速提供该区域的观测产品，真正实现“想看哪里看哪里”。
结合先进的静止轨道辐射成像仪，B星在A星每5分钟对我国及周边区域成像1次的基础上，进一步实现了百万平方公里区域1分钟级连续观测成像，可为台风、短时强降水、强对流等短时极端天气提供小于1分钟间隔的区域高分辨率昼夜连续监测数据。
分辨率更高 探测格点更细
风云气象卫星工程总指挥，中国气象局党组成员、副局长于新文介绍，风云四号B星装载静止轨道辐射成像仪，在风云四号A星14个观测通道的基础上，增加一个水汽探测通道，达到15个观测通道，并对部分通道的光谱进行调整，提高了精细化观测水平，能够更好地进行定量应用。
风四B星效果图。图片来源：中国航天科技集团八院
同时，静止轨道干涉式红外探测仪空间分辨率由16公里提高至12公里，晴空观测数据可利用率提高25%。可探测人眼难以捕捉的大气温湿度廓线信息，为大气做“三维CT”，晴空大气温湿度信息可提示未来几小时哪些区域将会发生强对流等极端天气。这意味着，B星探测的格点更细，可以更加细微地观测天气系统，并在捕捉像龙卷等小尺度天气系统上具有一定的探索手段。
此外，设计者们还给它准备了一个“百宝袋”，即空间环境监测仪器包。除了配备A星的高能粒子探测器和中能电子探测器，还装上了中能和低能粒子探测器、灵敏度更高的磁场探头以及能实现三个方向各5种屏蔽厚度探测的辐照剂量仪……这些“神器”，为空间天气预报预警提供了更多可靠信息。
更灵敏 可精确感知大气0.05度变化
入轨后，风云四号B星将提供比A星更高的探测灵敏度和探测精度，可在36000公里距离精确感知到地球大气0.05摄氏度的温度变化，其温度探测结果与真实值的偏差在0.5摄氏度以内，相比A星提高1倍。可为区域数值天气预报提供更高精度的初始场资料数据，提高对突发天气的预报精度。
水汽主要分布在低层大气，且在天气变化中扮演重要角色。此次B星搭载的先进的静止轨道辐射成像仪增加了一个7.24微米至7.6微米低层水汽通道。这对B星来说，相当于在源头上加装了一个高科技“探头”；而对预报员来说，低层水汽的快速变化对局地突发性对流系统的发生发展具有重要的指示意义，是预报预警的得力助手。
风四B星效果图。图片来源：中国航天科技集团八院
利用装载的先进的静止轨道辐射成像仪，B星可对陆地、海洋、云和大气等地球环境参数进行高精度、多光谱定量遥感，直接服务天气分析和预报、气候预测以及环境和灾害监测。多通道云图数据可以用来捕捉不同的天气变化，通过观察云的运动还能辅助捕捉风的信息。通过多通道观测，还可捕捉沙尘及其运动信息。
“B星充分继承A星技术状态，并进一步丰富功能、提升性能。双星组网将进一步满足‘一带一路’沿线国家和地区气象监测预报、应急防灾减灾需求。” 于新文说。
据介绍，B星发射后将定点于东经123.5度，与105度的A星相比，把观测范围在经度上向东扩展了18.5度，覆盖更多的太平洋区域。对台风预报员而言，西太平洋和南海海域的台风位置、强度和路径等预判有了更佳的“上帝视角”。
未来，在B星投入业务后，还将与A星形成组网优势。在重点区域、重要天气过程监测上强强联合，观测分辨率、频次、范围等都更为丰富。
来源：科技日报