航天微波遥感研究尚欠火候

“海洋二号卫星在轨运行一年多以来，完成5000多轨的探测。星上四台微波遥感器和精密定轨设备均工作稳定。”在近日举行的第三届微波遥感技术研讨会上，国家卫星海洋应用中心副主任、副总工程师林明森介绍了海洋二号卫星的应用进展情况。

海洋二号卫星的成功运行，标志着我国成为继美国和欧盟之后第三个具备研制和应用综合海洋动力环境卫星能力的国家。

“这是我国航天微波遥感从研制走向应用的一个典型。”中国工程院院士、中科院国家空间科学中心研究员姜景山向《中国科学报》记者介绍，我国航天微波遥感已从跟踪模仿阶段进入到自主创新阶段，当前应朝着“从研究到应用”的发展方向，然而，其在业务化应用方面还有困难。

从跟踪模仿走向自主创新

姜景山介绍，我国微波遥感起步于上世纪70年代初，航天微波遥感则是以载人航天工程“神舟”四号飞船为平台的多模态微波遥感器为起点。

此后，我国又发射了多颗微波遥感卫星。例如，“嫦娥”一号、二号探月卫星在国际上首次用微波探测仪从月球轨道上获取了全月微波亮温图，绘制了国际上首个“微波月亮”；风云三号用微波毫米波实施了气象要素探测，使我国首次有了自己的微波遥感气象数据；海洋二号卫星是首颗以微波遥感为主载荷的海洋动力探测卫星。

姜景山表示，我国航天微波遥感技术的发展已形成包括前沿理论与方法研究、工程技术发展与实践等在内的完整科学技术体系，为国家经济社会发展和保障国家安全提供了先进的科技手段。

国家空间科学中心主任助理董晓龙研究员也告诉《中国科学报》记者，我国航天微波遥感经过几十年发展，已经开始从跟踪模仿走向自主创新。

业务化应用亟须加强

反演云雨和大气温度、湿度廓线，提供云内部三维温湿度结构信息；对台风、暴雨、强对流等灾害性天气系统的降水结构及变化进行有效监测；为有限区域数值天气预报提供理想的初始场。

这是国家卫星气象中心副主任卢乃锰介绍的静止轨道微波探测的主要科学目标。卢乃锰表示，风云三号气象卫星探测仪器的光谱涵盖微波波段，可以穿透大气云雨，所以其在静止轨道的高频次连续观测可有效地弥补极轨气象卫星无法有效捕捉中小尺度天气系统演变的问题。

不过，董晓龙介绍，截至目前，我国已发射的风云三号及海洋二号卫星虽已开始在气象和海洋预报中发挥作用，但仍是科研试验性质的卫星，还没有在数值预报系统中实现业务应用。

为此，董晓龙认为，当前我国航天微波遥感卫星应朝着业务化方向发展，从试验走向应用，并亟须加强应用模型等方面的研究。

面对差距奋起直追

“我们与发达国家相比尚有差距。”姜景山坦言，我国航天微波遥感研究还存在对微波遥感认识不够全面、基础器件及材料对外依赖性大、基础设施不完善、基础理论（含基础技术）研究不够深入等问题。

董晓龙则介绍，目前卫星有效载荷设备所使用的部分核心元器件，特别是微波元器件和高端大规模数字器件仍需进口。这些“进口”的元器件很多都是从国外工业级产品中筛选出来的，并不能完全达到航天应用的要求，影响了有效载荷的性能和可靠性。“国外卫星使用寿命一般可达到九年或十年，我们的设计寿命一般只有三年。”他说。

其次，业内专家还认为，由于缺乏长远的统筹协调发展规划，我国航天微波遥感行业还出现了“无序竞争”的苗头和低水平重复建设等问题。

“我国目前已具备研制各种卫星微波遥感载荷的能力，但应加强载荷的功能精细化、性能精准化研究，要重视面向科学应用的微波遥感技术发展，这样才能真正实现自主创新。”董晓龙说。

姜景山认为，在考虑中国空间微波遥感技术发展时，必须注意国家政策和需求、我国国情和技术发展现状以及国际发展水平等因素。

（原载于《中国科学报》 2012-12-12 第1版 要闻）