氣象戰(zhàn)士巡天游

氣象衛(wèi)星在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用日益明顯——光電成像偵察衛(wèi)星拍攝重要軍事目標(biāo)或出動飛機(jī)轟炸要塞之前，需要知道那里的云層情況；在大海中航行的艦艇需了解未來的海浪、水速及是否有大霧或臺風(fēng)等氣象情報(bào)；空襲用的導(dǎo)彈命中精度也與大氣的溫度、壓力和風(fēng)速等密切相關(guān)。所以氣象衛(wèi)星已成為從空間獲取戰(zhàn)略目標(biāo)和作戰(zhàn)地區(qū)氣象情報(bào)的重要手段。

獨(dú)探軍事風(fēng)云

在1999年美國空襲南聯(lián)盟時動用的10顆氣象衛(wèi)星中，有4顆是“國防氣象衛(wèi)星”。與另外6顆民用氣象衛(wèi)星相比，這4顆“國防氣象衛(wèi)星”具有保密性強(qiáng)、圖像分辨率高等特點(diǎn)。這4顆“國防氣象衛(wèi)星”分為兩對，在同一軌道上工作的每對衛(wèi)星每天可對世界任何地方掃描4次。其數(shù)據(jù)傳輸有存儲和直接發(fā)送兩種方式，前者在飛經(jīng)美國本土?xí)r傳給3個空軍基地的地面站，再經(jīng)通信衛(wèi)星中繼到空軍全球氣象中心和海軍艦隊(duì)數(shù)值海洋學(xué)研究中心使用；后者把拍攝到的云圖實(shí)時發(fā)送給遍布全球各地的美軍戰(zhàn)術(shù)地面站和航母等大型軍艦上，供軍事指揮員直接使用。所有“國防氣象衛(wèi)星”都運(yùn)行在極軌道上，可提供300米分辨率的天氣圖像。

美國“國防氣象衛(wèi)星”項(xiàng)目隸屬于美國國防部，衛(wèi)星資料主要為軍隊(duì)使用，用于戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)氣象預(yù)報(bào)，但同時也向民間提供云高及其類型、陸地和水面溫度、水汽、洋面和空間環(huán)境等信息。

“國防氣象衛(wèi)星”星座由兩顆近極軌道衛(wèi)星、C3（指揮、控制和通信）、用戶終端和氣象中心組成。它能夠日夜提供可視和紅外云層圖像，并測量風(fēng)、土壤濕度、冰雪覆蓋和其他現(xiàn)象。

“國防氣象衛(wèi)星”是當(dāng)代世界上惟一的專用軍事氣象衛(wèi)星，它裝備了復(fù)雜的遙感器套件：其核心遙感器是運(yùn)行線掃描系統(tǒng)天氣成像儀，該系統(tǒng)使用移動望遠(yuǎn)鏡技術(shù)，以交叉跟蹤方向方式掃描地球，同時衛(wèi)星沿著追蹤方向向前運(yùn)動，旨在繪制連續(xù)的覆蓋全球的氣象云圖。其圖像用于強(qiáng)風(fēng)暴預(yù)測，定位風(fēng)暴，評估其強(qiáng)度；星上另一種重要的遙感器是微波成像儀/探測儀專用遙感器，因?yàn)樗杉娘L(fēng)速及降雨率等微波數(shù)據(jù)不會因云層覆蓋而模糊不清，所以對于精確定位風(fēng)暴中心、預(yù)測風(fēng)暴發(fā)展及運(yùn)動情況至關(guān)重要，使用國防氣象衛(wèi)星的微波圖像，颶風(fēng)與臺風(fēng)預(yù)報(bào)也有顯著改善。

該計(jì)劃自1965年1月19日發(fā)射第1顆衛(wèi)星至今已有40多年。在這期間共發(fā)射了7代約40多顆“國防氣象衛(wèi)星”，平均每年發(fā)射1顆。該系列衛(wèi)星已出色向美國提供數(shù)十年的環(huán)境支持。它不僅滿足了軍方對全球太空、陸地氣象信息的獨(dú)特需求而設(shè)計(jì)，而且用于民用，使軍民氣象預(yù)報(bào)員可以探測發(fā)展中的氣象類型，追蹤覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)的現(xiàn)有氣象系統(tǒng)，向軍民團(tuán)體發(fā)出可能對人員和資源造成危害的警告。

第7代新星

2006年11月4日，美國用德爾它-4M火箭將重1497千克的國防氣象衛(wèi)星-F17發(fā)射升空。它是美國第2顆第7代“國防氣象衛(wèi)星”，價值3.7億美元，由洛馬公司制造，屬于極軌氣象衛(wèi)星。它裝有先進(jìn)的遙感器，能拍攝可見光和紅外圖像，提供云、風(fēng)、土壤濕度、冰雪覆蓋、火災(zāi)和塵暴等信息，全天候地收集氣象信息、海洋信息以及太陽和地球物理信息等，為美軍的陸海空軍事行動提供戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)氣象預(yù)報(bào)。

與前幾代相比，第7代“國防氣象衛(wèi)星”配有更大的遙感器和更大的功率系統(tǒng)；增加了星載計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和電池能力，使得衛(wèi)星更具自主性，延長了平均任務(wù)周期。從國防氣象衛(wèi)星-F17衛(wèi)星開始，提高了衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的性能，因?yàn)樽藨B(tài)控制系統(tǒng)中集成使用了環(huán)形激光器、對比機(jī)械裝置、陀螺儀的第二套慣性測量單元，能夠提供更精確、靈活的定位。

第7代“國防氣象衛(wèi)星”的用途是：云圖監(jiān)測，以獲得云的分類信息；強(qiáng)風(fēng)監(jiān)測，以改善風(fēng)暴、旋風(fēng)等預(yù)報(bào)；海況監(jiān)測，為海軍行動保障提供信息；微光監(jiān)測，允許可見光遙感器在夜間月光下工作。

不斷改進(jìn)提高

經(jīng)不斷改進(jìn)，“國防氣象衛(wèi)星”的質(zhì)量已由125千克增加到1497千克，遙感器由1臺增加到7臺，現(xiàn)有國防氣象衛(wèi)星-F14、F15、F16、F17在軌服役。

最初的“國防氣象衛(wèi)星”為自旋穩(wěn)定衛(wèi)星，裝載“快門”式照相機(jī)。到了20世紀(jì)70年代衛(wèi)星已能獲得可見光和紅外圖像。20世紀(jì)80年代初衛(wèi)星姿態(tài)控制有了明顯改進(jìn)，星上計(jì)算機(jī)處理能力大為增強(qiáng)。目前的“國防氣象衛(wèi)星”為三軸姿態(tài)穩(wěn)定衛(wèi)星，運(yùn)行在高度約830千米的近極地太陽同步軌道，周期約101分鐘，掃描條帶寬度3000千米。2顆衛(wèi)星同時運(yùn)行時，每6小時可提供一次全球云圖。

目前的“國防氣象衛(wèi)星”上載有如下遙感器：測量云層分布、云頂溫度及地面火情的運(yùn)行線掃描系統(tǒng)，每天兩次觀測全球云分布圖及云頂溫度；微波成像儀/探測儀專用遙感器，用于測量降水、液態(tài)水、冰覆蓋和海面風(fēng)速等。另外，根據(jù)衛(wèi)星不同，還有磁強(qiáng)計(jì)專用遙感器、紫外邊緣成像儀、紫外光譜成像儀和天底氣輝光度計(jì)、離子/電子閃爍器專用遙感器（測量地球周圍的電子密度和溫度、離子密度、平均離子溫度和分子量）、電子分光計(jì)專用遙感器和激光威脅警報(bào)遙感器。

軍民合作探氣象

“國防氣象衛(wèi)星”星座一般由2顆衛(wèi)星構(gòu)成，另外3顆第7代“國防氣象衛(wèi)星”預(yù)計(jì)在2008年4月～2012年4月間每隔兩年發(fā)射一顆，其壽命為4年，因而可延續(xù)到2014～2016年。此后將由“國家極軌環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)”和歐洲“氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星”替代。

其實(shí)，為了節(jié)省經(jīng)費(fèi)，美國政府早在1994年5月就決定將“國防氣象衛(wèi)星”計(jì)劃和“諾阿”民用氣象衛(wèi)星計(jì)劃合并，合并后定名為“國家極軌環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)”，并于1998年10月開始研制，首顆衛(wèi)星計(jì)劃于2009年發(fā)射。“國家極軌環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)”采用3星運(yùn)行體制，該系統(tǒng)將美國民用和軍用氣象衛(wèi)星系統(tǒng)合并成單一系統(tǒng)，能夠提供高質(zhì)量的氣象與環(huán)境數(shù)據(jù)，幫助保護(hù)國家資源和有效部署武器系統(tǒng)。

“國家極軌環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)”計(jì)劃將一直持續(xù)到2018年，目前正在研制新技術(shù)，以便創(chuàng)造出用來維持?jǐn)?shù)據(jù)連續(xù)性的支持系統(tǒng)。同時，通過研制過渡衛(wèi)星，為民用、軍用以及科學(xué)目的提供完整的數(shù)據(jù)覆蓋。

“國家極軌環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)”將作為統(tǒng)一的、完整的衛(wèi)星系統(tǒng)，用以同時滿足天基、遙感環(huán)境數(shù)據(jù)的民用和國家安全需要。