這個衛(wèi)星有點“咸”——跟隨海洋鹽度探測衛(wèi)星破譯“海鹽”的奧秘

海洋鹽度，這個看似簡單卻又充滿奧秘的參數(shù)，實際上與我們的生存環(huán)境息息相關(guān)。它不僅影響著海洋生物的活動，還在漁業(yè)養(yǎng)殖、水資源調(diào)查等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。
海洋鹽度的探測非常困難，全球目前仍有四分之一的海面，缺乏鹽度觀測數(shù)據(jù)。為了滿足科學(xué)研究和業(yè)務(wù)應(yīng)用方面的需求，進行大面積、全球范圍的海洋鹽度觀測，人們需要依靠遙感衛(wèi)星進行鹽度探測。
遙感衛(wèi)星，也叫對地觀測衛(wèi)星，是用作外層空間遙感平臺的人造衛(wèi)星。它能夠利用搭載的遙感器對地球表面和低層大氣進行光學(xué)或電子探測，獲取有關(guān)信息，極大地拓展了人類認(rèn)識地球、研究地球的視角，使我們能夠?qū)Φ厍蚣捌渲車h(huán)境進行連續(xù)、快速、大面積的詳細(xì)觀測。
經(jīng)過十余年的研究和攻關(guān)，2024年11月14日，我國首顆海洋鹽度探測衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，成為填補我國海洋動力環(huán)境要素探測的重要一環(huán)，是我國實施海洋資源開發(fā)、災(zāi)害防治和環(huán)境監(jiān)測的重要技術(shù)支撐。

我國首顆海洋鹽度探測衛(wèi)星成功發(fā)射升空

作為我國首顆用于獲取全球海洋鹽度信息的遙感衛(wèi)星，這顆海洋鹽度探測衛(wèi)星采用了全球首創(chuàng)一維+二維綜合孔徑主被動聯(lián)合探測體制。這種體制能夠全天時、全天候獲取高精度全球海洋鹽度信息，3天可實現(xiàn)全球覆蓋，探測精度可達0.1psu，處于國際領(lǐng)先水平。

那么，pus是什么，它的精度要求很重要嗎？

原來，實用鹽度單位pus（Practical Salinity Units）是海洋學(xué)中表示鹽度的標(biāo)準(zhǔn)，為無單位量綱，一般以‰表示。psu是海洋鹽度的單位，海水的平均鹽度為34.7psu，0.1psu代表海洋鹽度探測的超高精度，是國際最先進水平。

你一定想知道，這么高能的衛(wèi)星，都有哪些厲害的載荷，它們又各自有什么功能呢？

衛(wèi)星主要包括三個有效載荷，分別是L波段綜合孔徑輻射計、主被動探測儀和頻譜監(jiān)測儀。

輻射計是衛(wèi)星上的“被動式微波遙感設(shè)備”，可以全天候、全天時地接收各個高度傳來的溫度輻射的微波信號來判斷溫度、濕度曲線。

L波段綜合孔徑輻射計的構(gòu)型很像一枚“三叉扳手”，用來探測海面微波輻射亮溫，它用L頻段這個低頻段，捕捉海面發(fā)射的微波輻射信號，就像是在“聽”海面的“低語”。

L波段綜合孔徑輻射計示意圖

主被動探測儀的天線長得像一個“大鐵鏟”，一鏟子下去，海面溫度、海面粗糙度這些“線索”統(tǒng)統(tǒng)收集到了。除此之外，它也能收集海面微波輻射亮溫信息。

主被動探測儀示意圖

由于L波段微波輻射計會受到人類活動信號干擾，科研人員打造了外形酷似“小手電筒”的頻譜監(jiān)測儀，專門用來監(jiān)測L波段的干擾信號。

頻譜監(jiān)測儀示意圖

了解完衛(wèi)星上的主要載荷以后，我們就可以開展密切配合啦。

通過共用拋物柱形反射面天線（上文示意圖中的“鐵鏟”），我們可以在單臺載荷中實現(xiàn)L/C/K三頻段聯(lián)合探測，同時完成對海面鹽度、海面溫度及海面風(fēng)場的多要素同程探測，是不是很高效、很集約。

作為一顆科研衛(wèi)星，海洋鹽度探測衛(wèi)星的首要任務(wù)是完成0.1psu的高精度探測需求，填補我國海洋動力環(huán)境中欠缺的鹽度要素。該衛(wèi)星還首次在我國天基平臺上使用了綜合孔徑的被動微波遙感探測技術(shù)，這一創(chuàng)新嘗試，將有力推動航天和海洋相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，為今后各類遙感探測任務(wù)，增加了一個“可選項”。

海洋鹽度探測衛(wèi)星示意圖

海洋鹽度探測衛(wèi)星投入使用后，將進一步完善我國海洋動力環(huán)境的自主監(jiān)測能力，提供全球范圍的海洋鹽度數(shù)據(jù)，為我國海洋、減災(zāi)、農(nóng)業(yè)、氣象等領(lǐng)域提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

（作者：王樂天、任悅鳴 圖片來源：中國航天科技集團官微、航天科技集團五院遙感衛(wèi)星總體部 把關(guān)專家：中國空間技術(shù)研究院總體部研究員 賈陽）