“風云”激蕩四十載
——中國風云系列氣象衛星工程研制紀實

文 / 趙聰

“風云”激蕩四十載
——中國風云系列氣象衛星工程研制紀實

文 / 趙聰

▲ 風云三號C星首發業務星云圖

風云元年

“要趕快改變落后面貌，搞我們自己的氣象衛星。”周恩來這番話，揭開了中國氣象衛星的序幕。這一年是1969年，距離世界上第一顆氣象衛星成功發射9年，距離毛澤東主席豪邁地提出“我們也要搞人造衛星”11年，距離世界上第一顆人造地球衛星上天12年。

三年后，中共中央、國務院、中央軍委正式下達研制氣象衛星的任務，并將這一重任交給了當時剛剛組建的上海航天基地。乘此東風，上海氣象衛星研制隊伍著手組建。1974年，已經成立的上海衛星總體部，即上海汽輪機廠701車間（八院509所前身），正式組建技術隊伍，對我國第一顆極軌氣象衛星展開預先研究。與之同步，中科院技術物理所等單位開始進行衛星有效載荷、可見光紅外云圖探測器等關鍵技術和儀器的技術攻關。經過2年多的努力，初步形成了衛星總體方案。

1977年是中國氣象衛星界不可忘卻的一年。這一年著名的“7711會議”召開，中國氣象界由此正式踏入“風云”紀元。1977年11月，國防科委根據黨中央相關文件精神，在上海召開氣象衛星大總體方案論證會，會議統一了對氣象衛星研制工作的認識和指導思想，并確定了我國第一顆太陽同步軌道氣象衛星命名為“風云一號”。

時隔多年，孟執中院士依然記得在那場大會上，當時的中國氣象局副局長的那份激情洋溢的氣象衛星需求報告。報告對氣象衛星的技術指標進行了可行性論證，甚至明確了衛星、火箭、發射場等后續任務的分工和進度。彼時，孟執中沒有想到，自己會成為風云一號和風云三號氣象衛星的總設計師，并伴隨風云衛星一路走過四十年。

同樣讓孟執中印象深刻的是周恩來總理對氣象衛星一以貫之的“熱情”。1973年6月～8月，周恩來兩次在人民大會堂聽取氣象衛星研制情況匯報。“總理面色非常憔悴，他一面堅持聽匯報，一面服藥……后來才知道，總理當時已患癌癥，病魔纏身。”孟執中兩次均參與其中，后來，有人在文章中這樣記述孟執中的回憶。

直到“7711會議”召開，中國的氣象衛星工程研制隊伍才開始系統地建立起來，會上明確了風云一號氣象衛星工程的五大系統總體單位，從火箭、衛星、發射場、測控到應用，一幅完整而清晰的氣象衛星藍圖被勾勒出來。

長征四號運載火箭與風云衛星的不解之緣，亦早早奠定。1986年8月18日，國務院、中央軍委聯合下發（1986）100號文，明確風云一號氣象衛星用長征四號A型運載火箭發射，“整整十個月后，合練箭通過了航天部組織的出廠質量評審，整裝待發。9天以后，合練箭踏上了奔赴太原衛星發射中心的征途。”長征四號甲運載火箭總設計師孫敬良日后寫道。

▲ 1988年9月，風云一號A星在太原衛星發射中心吊裝

把中國氣象衛星送上天的計劃，加足馬力上路了。

風雨之路

1999年5月10日，中國駐南聯盟大使館被轟炸后的第二天，風云一號C星成功發射。在那個滿是陰霾的時局下，這顆衛星被國人稱為“爭氣星”，銘刻在北京的中華世紀壇上。多數人不知道，這顆“爭氣星”也是風云之戰的第一個翻身仗。1977年之后的20多年里，中國氣象衛星研制之路，坎坷而心酸。

1988年9月4日，我國第一顆風云系列氣象衛星——風云一號A星在太原衛星發射中心蓄勢待發，70多歲的風云一號氣象衛星工程總設計師任新民穿梭于箭、星和基地之間，解決著各種技術難題。三天之后，風云一號A星在長征四號甲火箭的托舉下一飛沖天，這也是該型火箭的首次發射。

39天之后，意外發生了。在國家衛星氣象中心的工作室里，工作人員發現衛星姿態發生了變化，云圖慢慢偏斜，最后只留下地球的一條弧線，衛星失控了。之后，我國第一顆氣象衛星慢慢消失在太空。風云一號A星在升空僅僅39天之后，結束了短暫的“生命”。這一事件在中國氣象衛星研制工作者心中留下遺憾，成為難以抹去的“39天之痛”。

緊隨其后的風云一號B星同樣留下了遺憾。1990年9月3日，風云一號B星由長征四號運載火箭成功發射，及時為第十一屆亞運會提供氣象預報。但10多天過后，衛星開始出現異常，在這年年三十晚上，危險到達了頂峰——衛星云圖發生扭曲，并不停地滾動，控制系統出了問題。隨后的75天里，一場世界航天史上罕見的衛星地面營救行動開始了。工作人員不間斷地輪流值勤，一次次地挽救了衛星，使之恢復正常工作狀態，即便如此，它的壽命也大打了折扣。

有感于這次曠日持久的營救任務，研制人員將風云一號衛星研制過程中出現的問題和解決之策匯編成冊。在后來漫長的航天攻關年月里，這四冊凝結著心酸的圖書，成為了衛星可靠性設計和排故方案的典型教材。

上世紀八九十年代的風云二號衛星同樣遭遇了坎坷。1994年，我國第一顆地球靜止軌道氣象衛星風云二號01星在發射前測試的過程中發生意外。三年后，風云二號A星發射成功，但在運行了3個月左右后開始出現故障，每天只能間歇性工作6小時～8小時。技術人員后期評判認為，衛星在氣象業務應用上沒有達到預期效果，最終沒有實現業務化。

沉悶的陰霾直到千禧年前夕才得以散去。1999年的“爭氣星”讓國人在沮喪中覓得光明，太陽同步軌道衛星風云一號打了一場漂亮的翻身仗。雖然緊隨其后的風云二號B星未能實現業務化，但卻為風云二號系列的后續衛星積累了寶貴經驗。

風雨之后，隨之而來的就是光明。2002年，風云一號D星發射升空，該衛星第一次實現了遙感衛星的長壽命業務運行，成為國內壽命最長的在軌遙感衛星之一。2004年，地球靜止軌道氣象衛星風云二號終于傳來喜訊。這年發射的風云二號C星成功定點，后來該星被評價是當時國內應用最為廣泛的業務應用衛星，“達到了美國和日本20世紀90年代氣象衛星的水平，圖像質量甚至超過了美國”。世界氣象組織亦對C星高度評價，將其列為全球氣象衛星觀測網的重要業務衛星之一。

▲ 2002年3月，風云一號D星進行光照試驗

陽光普照

陰霾散去，“風云”駛入快車道。

從2006年到2014年，我國先后發射四顆風云二號系列衛星，顆顆成功。長期穩定運行的風云二號衛星，挑起了國家重大活動的氣象保障之擔，也開始服務于國民經濟，造福萬千百姓。

平穩之中，創新之舉不斷涌現。2008年，一顆研制了近八年的“新星”在太原衛星發射中心升空，這是風云三號的首發星——航天科技集團八院抓總研制的新一代太陽同步軌道氣象衛星。它在首代太陽同步軌道氣象衛星風云一號局限顯露的時候應運而生。

值得一提的是，執行此次發射任務的是在長征四號乙火箭基礎上改進而來的兄弟型號——長征四號丙。日后多年中，這型新增了三子級二次啟動能力的火箭，與風云三號次次相伴。

現任風云三號衛星總師兼總指揮高火山曾將該系列衛星的特點概括為“一新二多三高四難”，他說，風云三號是我國新一代極軌氣象衛星，其采用了新型衛星平臺，裝載多種高性能探測儀器，以實現全球、全天候、多光譜、三維、定量探測等，與美國、歐洲新一代極軌氣象衛星基本處于同一水平。

此后五年中，風云三號B星、C星相繼發射成功，并與A星實現三星組網。猶如添翼的猛虎，組網后風云三號威力大增，觀測數據更新時效由12小時縮短為6小時，實現了對大氣的三維探測、全球高分辨率觀測和全天候、全天時工作。這個“猛虎陣營”不受白天和黑夜的限制，也不受各種天氣狀況的影響，不知疲倦地在遙遠太空提供著24小時服務。

創新之路永遠不會一帆風順，風云三號亦不例外。風云三號的主要載荷之一是微波成像儀。這個設備是從進口轉國產的，其系統之復雜、技術難度之高，不僅在中國屬于首創，在世界上也屬罕見。最初，只有歐美國家掌握其核心科技，在天價費用面前，八院813所（電子所前身）決定成立研究室，自主攻克微波成像儀技術。

攻關過程漫長而艱辛，一路下來，20多人的研究室只剩下6個人。據過來人回憶，做振動試驗時，聲音像轟炸機俯沖時那么大，年輕的研究員嚇得不敢上前。困難時刻，老院士、總指揮三天兩頭往所里跑，給大家鼓勁。八年后，團隊終于拿出了可應用在風云三號衛星上的微波探測儀。

創新的車輪滾滾向前。2016年，“風云”家族再度傳來喜訊，我國地球靜止軌道氣象衛星也迎來了“新一代”。這年年底，風云四號A星發射成功，較上代風云二號衛星，該星的觀測效率提升20倍、探測通道提升3倍、空間分辨率提升4倍、時間分辨率提升2倍、觀測數據量增加160倍，在世界上首次實現了成像觀測和紅外高光譜大氣垂直探測綜合觀測，成為我國氣象衛星技術從“跟跑”“并跑”轉向“并跑”“領跑”的實踐者。

明日光輝

四十年時間里，“風云”家族譜系日益完備。

從風云一號到風云三號，到不久前成功入軌的風云三號D星，我國太陽同步軌道氣象衛星成功完成了由一代向二代的蛻變，并日益走向成熟。在地球靜止軌道衛星方面，風云二號系列衛星的長期穩定運行讓人們信心倍增，風云四號A星的成功投入，更讓中國氣象衛星未來可期。

截至目前，我國已發射16顆風云氣象衛星，現有9顆在軌穩定運行，是世界上第三個同時擁有地球靜止軌道氣象衛星和太陽同步軌道氣象衛星的國家。中國氣象衛星的崛起，改寫了世界氣象衛星版圖，促成了中、美、歐三足鼎立的格局，讓大寫的中國屹立在風雨之巔。

四十年來，風云氣象衛星被一次次送往太空，它們遙望地球，在臺風、暴雨、沙塵暴、大霧等災害天氣面前，為人類提供預警。風云家族成員憑借敏銳視覺，夜以繼日地觀察著地球環境的變化，將它們的細微感知傳回地面。

據權威數據顯示，風云氣象衛星投入業務運行以來，全國因臺風、洪澇災害死亡或失蹤人數減少了約70%，直接經濟損失平均減少約40%。風云氣象衛星是我國遙感衛星中應用范圍最廣、效益發揮最好的衛星系列之一，2000年以來氣象衛星投入產出效益比達到了 1∶40。

從1977年“風云”元年，到2017年11月15日“風云”家族再添新丁，這股不斷壯大的風云力量，為中國氣象和人類環境描繪著越發清晰美好的未來。★

四十年前的1977 年11 月，中國衛星界聞名的“7711 會議”在滬召開，從此掀開了中國氣象界的“風云”紀元。四十年后的2017 年11 月，風云系列氣象衛星成功發射入軌的第十六顆星亮相，“風云”望族再添新丁。從第一代衛星到第二代衛星，從發射風云衛星的長四甲到長四乙和長四丙，從“跟跑”“并跑”到實現“領跑”，整整四十年里，航天人悉心經營，風云星步步高升。

吳琳