人民網(wǎng)北京8月8日電 （張桂貴、方經(jīng)綸）8月4日11時08分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭，成功將陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星“句芒號”送入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。

句（gōu）芒，是中國古代民間神話中的木神、春神、東方之神，主管樹木的發(fā)芽生長。以它命名的衛(wèi)星“句芒號”，是世界首顆森林碳匯主被動聯(lián)合觀測的遙感衛(wèi)星，能夠實現(xiàn)對森林植被生物量、氣溶膠分布、葉綠素熒光的高精度定量遙感測量，是太空的“碳匯王者”。

“句芒號”衛(wèi)星運行示意圖。 航天科技集團五院供圖

據(jù)航天科技集團五院專家介紹，在“句芒號”衛(wèi)星發(fā)射前，我國傳統(tǒng)的碳匯測量主要依靠人工對森林植被進行抽樣監(jiān)測，碳星的應用將改變這一現(xiàn)狀，標志著我國碳匯監(jiān)測進入天基遙感時代。

“森林碳匯監(jiān)測需要有高精度的植被數(shù)據(jù)作為支撐，為了達到這一要求，研制團隊創(chuàng)新性地將天基測繪‘激光雷達+光學相機’為代表的主被動聯(lián)合觀測手段應用到森林監(jiān)測中。” 航天科技集團五院專家表示，通過衛(wèi)星獲取高精度數(shù)據(jù)，對激光雷達和多光譜相機要求很高。衛(wèi)星研制團隊基于現(xiàn)有技術基礎，設計出了天基森林碳匯監(jiān)測的“絕佳方案”：以激光雷達波束翻倍、重頻提升逾30倍，配置5個多光譜相機進行5角度綜合觀測。這種主被動聯(lián)合觀測模式，不僅充分發(fā)揮了激光雷達和多光譜相機的優(yōu)勢，同時還能利用激光校準多光譜相機精度，充分滿足了森林碳匯監(jiān)測的精度需求。

植被高度、植被面積、葉綠素熒光和大氣PM2.5含量是計算森林碳匯能力的核心數(shù)據(jù)。為此，“句芒號”衛(wèi)星配置了多波束激光雷達、多角度多光譜相機、超光譜探測儀、多角度偏振成像儀等多種載荷支持獲取以上數(shù)據(jù)，其先進的技術還能確保數(shù)據(jù)“準、全、細、精”。

值得一提的是，葉綠素是植被光合作用的關鍵影響因素，為提升葉綠素光譜探測精細程度，科研人員為“句芒號”衛(wèi)星設計配置了超光譜探測儀，創(chuàng)新性使用了光柵分光原理，將光譜分辨率較傳統(tǒng)提升了10倍，實現(xiàn)國際首次0.3nm精細探測，能夠探測到人眼所看不到的太陽光明暗細微變化。

“句芒號”衛(wèi)星超光譜探測儀葉綠素熒光捕捉示意圖。 航天科技集團五院供圖

航天科技集團五院專家介紹，“句芒號”衛(wèi)星工作模式極其復雜，按照載荷工作模式組合計算多達47種。除了碳匯測量外，“句芒號”衛(wèi)星還能夠完成其它多個領域的任務。例如，它可應用于環(huán)保、測繪、氣象、農(nóng)業(yè)、減災等領域，支撐作物評估、植物病蟲害監(jiān)測、災害應急成像等工作。

另外，研制團隊考慮要讓衛(wèi)星支持更多應用的同時，還要考慮衛(wèi)星易用、好操控。為此，研制團隊從硬件上保證各種載荷數(shù)據(jù)獨立傳遞，從軟件上讓衛(wèi)星“智能化”，根據(jù)設定的邊界條件參數(shù)實現(xiàn)自主辨別海洋、陸地、光照條件，并以此自動規(guī)劃“最佳探測任務”流程，實現(xiàn)完全的自主任務規(guī)劃。在這種設計下，除了特殊或突發(fā)的任務外，“句芒號”衛(wèi)星無需用戶“操心”，就能如同智能掃地機器人一樣，一鍵開機，掃哪里、怎么掃、一氣呵成。（柴躍 張?zhí)m蘭 劉錦洋 王琬涵對本文亦有貢獻）

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