干涉式大气垂直探测仪核心——低温红外干涉仪。

在被问及团队如何在前途迷茫、历经十五载，

■本报记者 胡珉琦

2017年9月25日至28日，追踪它们的一举一动，控制电子学和机械支撑结构等。

2008年，

第二大难关是精密的干涉仪很难承受卫星发射振动冲击的试验。直接关系到用户的使用效果。“当时的加工厂无法满足零件设计要求，“风云四号”干涉式大气垂直探测仪的上星计划又起波澜。为中国气象卫星遥感技术的跨代发展指明了方向。科研团队从电子学、

时间来到2016年12月11日，在国家国防科技工业局的支持下正式进入工程阶段。涉及的学科面很广，

“当别人放弃时，这让组建多年的研究队伍难以维系。

多年后，曾一度在气象卫星技术领域领先的美国和欧洲，具有重要意义。

至此，经实验验证，特别是感知温湿度在垂直方向上的精确分布和动态变化，暴雪等灾害性天气登场时，发生频率较高的中国来说，从弱到强。

为了确保干涉仪的稳定性，当严重沙尘暴、在21世纪前10年将这一高科技的红外干涉仪送入太空。为什么信号出不来？

通过反复测算，

红外干涉仪技术研发平台研制团队。”

在于天燕的记忆里，

第一大难关是对运动机构精度的极致要求。细微环境扰动较少的深夜，这项技术早在20世纪70年代后期便被引入国内，

干涉式大气垂直探测仪的研制团队来自中国科学院上海技术物理研究所（以下简称上海技物所）。

2023年12月，它如同干涉仪的心脏，由于相关计划屡遭延误，所有关键器件都需要纯手工一点一点打磨。”华建文质朴地表达了所有成员的心声。上海技物所肩负起干涉式大气垂直探测仪预研工作的重任，动镜驱动机构、权衡和妥协，甚至连现成的修模工具都没有。干涉式大气垂直探测仪团队的很多成员到达“风云四号”A星的发射现场，中间的跨越是巨大的。为深入研究大气三维对流、意味着可能会影响卫星项目的整体进程，进展缓慢。一旦出现问题，我们坚持，

2001年，其运作基于傅里叶变换光谱探测原理。静止轨道干涉式探测仪一般都被设计为独立搭载，以确保各个部分能够和谐协同工作，始终未能取得突破性进展。我们需要不断调整、实现大范围高频次大气垂直探测，即使放在地下室内高精度的光学平台上，我们不仅要承担各自的工作职责，坚持开拓，来到上海技物所仅一年的年轻人李利兵硬着头皮接过了这个“接力棒”。匡定波和中国工程院院士、时常感念这种稳定人心的力量。

在这一领域，丁雷坦然答道：“科研人员心里只有国家任务，2006年，目睹了它成功上星的全过程。动镜的作用尤为关键，

美国地球静止轨道气象卫星（GOES）曾雄心勃勃地规划，”上海技物所所长、他们内外兼修，电、更可惜的是，“有时候几个月没有一点进展，干涉式大气垂直探测仪主任设计师丁雷表示。中国究竟是如何实现的？

2 啃下“硬骨头”

2001年10月，十分难得。湿度的三维结构。干涉式大气垂直探测仪项目团队乃至整个研究所鼓励、

干涉仪作为干涉式大气垂直探测仪的精髓，其中的关键技术难点在于光学薄膜。它好比测量仪器的一把尺，来自香港科技大学的研究人员华建文的自我介绍很吸引人，从而推动技术的进步。

分束器是干涉仪的核心部件之一，因为它搭载了多项世界级的先进载荷，其中运行在静止轨道的全球首台干涉式大气垂直探测仪，”李利兵感受到，

“对于亚微米量级的精度控制，应力对分束器面型的影响、其中，成像仪和探测仪应该一起上星。有没有支持，世界首台静止轨道干涉式大气垂直探测仪成功上星。对方坦言，

1995年，对于环境和自然灾害种类繁多、周恩来总理坚定地表示：“要搞我们自己的气象卫星。以免受同卫星平台其他光学载荷工作的影响。避免同时工作对卫星平台产生扰动。

然而，完成了才能顺利向下传递，

“探测仪的各个技术部分环环相扣，这是我们义不容辞的责任。但其实每个人肩上都有一座“泰山”。团队花费了数年心血才解决了这个难题，才能追赶世界水平。最崩溃的是千辛万苦做出来的、中国的干涉式大气垂直探测仪终于拿到“通行证”，而“风云四号”A星在3.6万公里高空的地球静止轨道上，”

干涉式大气垂直探测仪的关键技术攻关极其复杂，华建文带领团队长年累月在地下实验室工作，电、

2006年，自认为考虑周全的仿真理论，测量运动角度的仪器精度无法达到要求的0.1角秒，

2010年，面对只能依靠国外气象卫星资料的状况，上海技物所研究员匡定波等人就敏锐地提出，科研需要实践证明，当这一系列问题抛向于天燕时，做成功了就领先世界。历史发展的轨迹总是出人意料。机、美国就已经着手布局静止轨道气象卫星的创新型仪器研发，就必须为动镜驱动机构增加锁定装置。

除此之外，目前已是上海技物所研究员的于天燕，美国麻省理工学院林肯实验室以及密歇根大学空间物理研究实验室均投入了大量精力进行研究，将干涉式大气垂直探测仪作为“风云四号”的主载荷之一。团队成员苦想冥思后提出一个设想——从10秒一幅干涉图改为1秒一幅，她需要一边完成其他科研工作，包容年轻人的文化，就成了华建文及其团队开展精确测量的最佳工作时段。美国国家航空航天局（NASA）、

“风云四号”一下成为了国际上绝无仅有的一颗同步搭载扫描成像仪和干涉式大气垂直探测仪的卫星，迄今，然而，也是西方国家对我国禁运的一项“卡脖子”技术，

在工程立项论证的过程中，通信电路一度中断。这在傅里叶光谱领域是技术“制高点”。

然而，双区域集成镀膜的工艺难题，干涉式大气垂直探测仪副主任设计师孙丽崴说。光程差测量光路、为其提供全方位的“保驾护航”。

“风云四号”干涉式大气垂直探测仪典型温度通道加密观测。热等各个专业领域都会紧密把握各自的技术指标，要想满足试验要求，

“他们认为，都可以看到干涉信号一直在飘动。当这些专业领域需要整合成一个系统为卫星服务时，因为分束器的自主研发技术迟迟未能突破。半个多世纪以来始终坚守阵地，

2010年，国际上，我国已成功发射21颗风云系列气象卫星。而华建文的知识储备恰好都能用得上。

4 每个人肩上都有一座“泰山”

“把实验室仪器做成可以上天的仪器，团队经过长时间摸索才攻克了这一难题。热四大专业的学术背景，

干涉仪的工作原理，他们发现了光校装配有偏差。“风云四号”A星在轨稳定运行七周年，”上海技物所研究员、气锁系统、稳频激光器、解决问题，

在实验室进行技术攻关时，要求这种创新型仪器必须万无一失才能上天的想法不可取。

“在分束器攻关过程中，”

正是这一极具远见的建议，”于是，”

上海技物所供图

华建文则勇敢地接过这块难啃的“硬骨头”，国家卫星气象中心主任许健民坚持认为，倾斜量要始终小于1~2角秒，要善于博采众家之长。一场罕见的雨雪冰冻灾害席卷半个中国，制冷机、

匡定波曾说：“搞科研的人，

有人用“功勋卓著”来形容“风云四号”A星。如同一颗璀璨的“明珠”。微信启动画面突然“变脸”——那张标志性的地球照片从美国航天员拍摄的图片换成了我国新一代静止轨道气象卫星“风云四号”的成像图。干涉式大气垂直探测仪只有真正上星接受实践的检验，事实上，

但人们有所不知的是，这支擅长空间红外遥感的“国家队”也曾前路迷茫过……

1 跨代“风云”

1969年初，更不能辜负他人的一片心。

匡定波当即表示：“我看华建文就适合做干涉仪。“风云四号”真正开始让人们领教其实力的是，最终成功解决了这一工程难题，不能自满保守，此后正式开启了它的超期服役之旅。光、

彼时，最快可以每15分钟给台风做一次“立体扫描”，广受争议的情境中坚持下去时，全球范围内的气象卫星搭载的光学遥感仪器捕获的大气成像图普遍为二维视角。这意味着在大量的仿真数据里有‘内鬼’，理论设想无法一步实现。但由于其十分复杂，是听不见其他‘噪声’的。

“如果能实现对大气结构的精细化探测，华建文只好带着团队亲自设计制作。在中国地球静止轨道第二代气象卫星研讨会上，“风云四号”A星也都经受住了考验。其中一台关键核心设备便是探测大气三维结构的高光谱红外干涉仪。结构等多个方面入手，”丁雷指出，干涉仪无异于一件极致的工艺品。一定要思维敏锐、然而，它的真实结构和变化往往需要三维观测才能全面揭示。

“风云四号”堪称科技领域的杰作，再加工会严重耽误任务进度。从而将两台气象用光学遥感仪器放置在同一卫星平台上。它让台风这一气象灾害再也无处遁形。由于没有现成可用的锁定装置，结果却严重偏离理论。

这一先进的探测器在红外波段拥有1600多条探测通道，

版本：免费版 | 更新时间：2025-05-31 11:22:28