天宫二号成果揭秘 | “火眼金睛”:换个角度看地球

从“神舟”到“天宫”,在载人航天的历次巡天任务中,都少不了在浩瀚宇宙中从各个方位“感知”地球,为我们所生活的地球拍照的项目。这次天宫二号的在轨运行,为更好地观测和认识我们地球,提供了绝佳的视角,上面搭载的尖端“数码相机”和“太空雷达”,犹如天宫二号的火眼金睛,观沧海、探大气,样样精通。

在这次飞行任务中,为“天宫二号”太空实验室定制的高性能航天“数码相机”,学名叫“多角度宽波段成像仪”,安装在天宫二号对地观测面的“肚子”上,能够实现跟随天宫二号的飞行角度变化从多个方位对地成像。它的内部由8台分4层结构精心设计的小相机组成。这些相机通过视场拼接组合,可以扩大观测视场,“看”得更宽,还能同时获取目标的图像、光谱和偏振信息。

天宫二号多角度宽波段成像仪主管设计师汤瑜瑜说,有300公里的这样一个幅宽,它不用像传统的星载的一些仪器,就是通过扫描摆动的这个方式,就可以看到很大的一个范围。

这台航天“数码相机”具有信噪比高的特点,地面分辨率达到100米,所看到的地表景物细节更加精细,是当前国际上分辨率最高的航天探测仪器。其中,自主研发的短波红外探测器,使得相机拥有穿云透雾的“功力”。而具有夜视功能的热红外探测器,则让相机可以昼夜不间断工作,并能探测到1/40摄氏度的细微温度变化。

天宫二号多角度宽波段成像仪项目负责人殷德奎说,这是国内第一次看到这种类型的图像,这虹圈直接就表征了云的这种状态,比如说云的粒子的形状,云粒子的大小,有很多丰富的参数。

和航天“数码相机”对比,“太空雷达”的探测图像侧重于精准呈现陆地的起伏、水位的高低和海洋的深浅。它的学名叫“三维成像微波高度计”,是国际上第一次实现宽刈幅海面高度测量、并能进行三维成像的微波高度计。

中国科学院力学所微重力重点实验室副主任张云华说,传统来说我们只是看一条线过去,卫星飞过去了,我们观测到海面的变化都是沿着星下点的一维的线观测,可是我们在这里面是一个宽刈幅的,就不是看一条线,是看一个面,我们观测效率就大大提高了。

相比于传统海洋高度计的观测刈幅仅为3公里左右,这型高度计的观测刈幅提高了十倍,极大提高了观测效率。而且,以前的星载高度计的观测入射角都在20度以上,这次天宫二号的实验则突破了这一局限。

中国科学院力学所微重力重点实验室副主任张云华说,我们说雷达就跟我们人的眼睛一样,看任何事物都有个角度的问题,那么我们这个仪器就是一到八度这个角度,就是国外到目前为止,从未有过这样的视角去看地球、看海洋,所以在这两年当中我们积累了大量的独特的视角所观测到的数据,甚至有的海洋现象超出了我们的预期。

海面高度的异常升高,幅度往往仅为分米级,只有微波高度计能够敏锐地捕捉到这种变化,其测量精度目前基本已达到了厘米级。这些新型的探测图像将可广泛应用于气象预报、大气探测、气候变化、农业生产、海洋灾害预防、航海安全保障等多种领域。

来源:央视网

编辑:缪小兵

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