◎ 趙俊淇 易靈 董長哲 陳葆娟 科技日報記者 付毅飛 操秀英
4月16日2時16分，長征四号丙運載火箭在太原衛星發射中心升空，将世界首顆具備二氧化碳雷射探測能力的衛星——大氣環境監測衛星送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。星箭均由中國航天科技集團有限公司八院抓總研制。
攝影：鄭逃逃
大氣環境監測衛星是《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025年）》中的科研衛星，運作705公裡的太陽同步軌道，整星發射重量約2.6噸，裝載了大氣探測雷射雷達、高精度偏振掃描器、多角度偏振成像儀、紫外高光譜大氣成分探測儀及寬幅成像光譜儀等五台遙感儀器，是一顆集CO2雷射主動探測、細顆粒物立體探測、氣态污染物探測和地表環境探測的多要素綜合監測衛星。
長征四号丙運載火箭發射升空。吳敬博 攝
大氣環境監測衛星的成功發射和在軌應用标志着大陸在大氣遙感領域達到國際領先水準，衛星在軌應用後将實作對生态環境、氣象和農業等多領域定量遙感服務能力的跨越式提升，為大陸實作減污降碳協同增效、建設美麗中國的目标提供有力支撐。
首次搭載大氣探測雷射雷達
大氣環境監測衛星在CO2探測手段和精度、細顆粒物主被動探測和偏振交火探測體制上，創造了三個世界第一。
二氧化碳探測，雷射雷達出奇效。大氣環境監測衛星實作國際上首次搭載大氣探測雷射雷達這一主動探測載荷，實作主動雷射CO2高精度、全天時、全球探測，探測精度大幅提升至優于1ppm，達到國際最高水準，為大陸實作“碳達峰、碳中和”目标提供最精準的遙感資料支撐。同時，大氣探測雷射雷達通過對大氣進行分層“CT”掃描，國内首次實作全球氣溶膠光學厚度、形狀和尺寸等垂直分布資訊的擷取。
PM2.5監測，綜合手段創新高。大氣環境監測衛星國際上首次采用了主被動結合、多手段綜合的探測體制，通過裝載不同類型、不同原理的載荷，将主動發射雷射接收的回波信号和被動接收的太陽光反射信号相結合，綜合反演多種遙感資料，實作對近地面細顆粒物（PM2.5等）濃度的高精度監測，為大氣污染精準防治提供科學資料支撐。
中國航天科技集團八院供圖
偏振交火，資訊融合效率高。大氣環境監測衛星國際首次采用融合反演級偏振交火探測技術，擷取氣溶膠光學厚度、粒子尺度等多種參數，通過空間、輻射和偏振次元的資訊融合，大幅提升細顆粒物探測精度，達到國際先進水準。此外，紫外高光譜大氣成分探測儀及寬幅成像光譜儀也将大幅提升氣态污染物以及地表環境監測能力，紫外譜段高光譜大氣觀測以及寬幅多光譜觀測空間分辨率提升一倍。
首次創新應用無控制點雷射光軸自标定技術
大氣環境監測衛星每天可繞地球飛14軌，雷射雷達不分白天黑夜全天時工作，可謂是一個兢兢業業的“勞模”。除了敬業之外，它還是一個十足的“強迫症”，時刻不忘擺正自己的姿态，以保證極高的指向測量精度，為此還在國内首次創新應用了無控制點雷射光軸自标定技術。
中國航天科技集團八院供圖
這一“神技”順利施展的前提是要有一把能夠實時提供絕對姿态資訊的“标尺”，也就是“司機”的“眼睛”——星敏感器。雷射雷達自身發射的光源分束後經星敏感器支架上的棱鏡反射，建立起雷射雷達與星敏感器的在軌标校系統，這樣雷射雷達就可以借助星敏感器這雙“慧眼”實時明确自己“身在何方”。
據中國航天科技集團八院控制所衛星姿軌控分系統副主任設計師孫尚介紹，為提供高精度在軌三軸慣性測量精度，姿軌控分系統采用了高精度多頭星敏感器。“好比用‘三隻眼睛’同時定位，利用一個‘大腦’融合處理出更高精度的姿态測量資料。”
據悉，“十四五”期間大陸還将發射高精度溫室氣體綜合探測衛星，與大氣環境監測衛星組網觀測，進一步提升大陸天基碳監測能力和水準，為大陸生态文明建設，實作“雙碳”目标貢獻航天力量。
來源：科技日報
編輯：張琦琪
稽核：嶽靓
終審：何屹