光譜成像儀等助力空間紅外光電探測邁向新臺階

日前，我國成功發(fā)射風(fēng)云三號D星。星上搭載的兩臺核心光學(xué)儀器——中分辨率光譜成像儀Ⅱ型和全新研制的紅外高光譜大氣探測儀，由中科院上海技術(shù)物理研究所承擔(dān)研制。

　　作為風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星家族的新成員，風(fēng)云三號D衛(wèi)星將與2013年9月發(fā)射成功的風(fēng)云三號C衛(wèi)星共同組網(wǎng)，強(qiáng)化我國極軌氣象衛(wèi)星上、下午星組網(wǎng)觀測的業(yè)務(wù)布局。

　　歷來推崇“實(shí)干見物”的上海技物所人，堅(jiān)守初心，御風(fēng)前行，為在世界舞臺上更好地譜寫我國空間紅外光電技術(shù)的強(qiáng)國新篇章不斷奮勇前行。

　　光譜成像儀媲美全球最強(qiáng)

　　中分辨率光譜成像儀Ⅱ型是D星搭載的核心光學(xué)儀器，可與美國最新發(fā)射的聯(lián)合極軌氣象衛(wèi)星的成像儀器相媲美，有望成為國際上最先進(jìn)的寬幅成像遙感儀器之一。該載荷是在風(fēng)云三號衛(wèi)星前3顆星配置的兩臺成像儀器——掃描輻射計(jì)和中分辨率光譜成像儀的基礎(chǔ)上升級而來，相較原有的光譜成像儀新增了6個(gè)紅外通道，更重要的是新增了地面分辨率可以達(dá)到250米的紅外分裂窗通道，儀器定標(biāo)精度和探測靈敏度指標(biāo)全面提高。

　　研制團(tuán)隊(duì)在高靈敏度探測、全譜段星上實(shí)時(shí)定標(biāo)提高定量化性能、多光路低溫光校等技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了新的創(chuàng)新和進(jìn)步，載荷可以通過250米可見光近紅外通道每日無縫隙獲取全球真彩色遙感圖像，并可成為世界上首臺獲取全球250米分辨率長波紅外分裂窗區(qū)資料的成像儀器。

　　這一技術(shù)提升可以實(shí)現(xiàn)云、氣溶膠、水汽、陸地表面特性、海洋水色等大氣、陸地、海洋參量的高精度定量反演，為我國生態(tài)治理與恢復(fù)、環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)提供科學(xué)支持，為全球生態(tài)環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測和氣候評估提供中國觀測方案。

　　大氣“CT機(jī)” 接近國際先進(jìn)

　　紅外高光譜大氣探測儀為D星首次配置的光學(xué)載荷。它的“新”主要體現(xiàn)在：采用目前國際最先進(jìn)的動鏡式傅里葉干涉探測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對地氣系統(tǒng)的高光譜分辨率紅外觀測。通過60毫米有效大口徑、每秒4輻的快速光譜探測，探測儀可以在3.92微米到15.38微米紅外光譜波段范圍的1370個(gè)通道均實(shí)現(xiàn)0.625波數(shù)的探測能力，對大氣進(jìn)行分層精細(xì)觀測。該性能可使我國大氣溫度和大氣濕度廓線反演精度在現(xiàn)基礎(chǔ)上提高 1倍以上，接近國際先進(jìn)水平。

　　研制團(tuán)隊(duì)首次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)中波波段銻化銦材料光伏探測器的高性能航天應(yīng)用。同時(shí)，紅外全光路熱控和輻射控制、200K的低溫光學(xué)技術(shù)的應(yīng)用能顯著提升儀器性能，并通過基于儀器模型開展高精度輻射和光譜定標(biāo)，實(shí)現(xiàn)儀器研制和用戶預(yù)處理的協(xié)同研究，有效提升儀器定量化水平。

　　目前，我國極軌氣象衛(wèi)星和靜止軌道氣象衛(wèi)星都已實(shí)現(xiàn)升級換代，上海技術(shù)物理研究所在氣象衛(wèi)星光學(xué)載荷研制能力上的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，已使我國成為世界上唯一在高低軌同時(shí)具備多通道成像和高光譜大氣垂直探測能力的國家，使我國的氣象科技躋身世界一流。
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