如果有一天，新聞聯(lián)播之后的天氣預(yù)報(bào)沒有了衛(wèi)星云圖這似乎是件難以想象的事情。不過請(qǐng)放心，這種情況不會(huì)出現(xiàn)。我們的科學(xué)家設(shè)計(jì)并制造出了先進(jìn)而耐用的照相機(jī)，隨衛(wèi)星上天，密切關(guān)注全球氣候變化：一天兩次，以250米的幅寬，對(duì)地球進(jìn)行全覆蓋掃描。

　　今年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)?lì)C給了相機(jī)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)中科院上海技術(shù)物理研究所中分辨率光譜成像儀課題組，他們?yōu)闅庀笮l(wèi)星“風(fēng)云三號(hào)”提供了敏銳而耐用的“眼睛”。

　　一臺(tái)相當(dāng)于20臺(tái)

　　分辨率250米，乍聽起來并不值得稱道google earth都能看清楚小區(qū)停車場(chǎng)上的汽車呢!不過請(qǐng)注意，googleearth的圖像至少要半年、一年才能更新一次，而技物所研發(fā)的相機(jī)卻能一天兩次為地球照“全身像”。

　　一天兩次有何意義?臺(tái)風(fēng)活動(dòng)、冷空氣南下，乃至颶風(fēng)，種種風(fēng)云變幻都難以在它的眼皮下逃脫通過圖像對(duì)比，人們便可能對(duì)氣候動(dòng)向作出預(yù)測(cè)。

　　這臺(tái)相機(jī)的正式名稱叫“星載全覆蓋復(fù)合分辨率光譜成像儀”。它隨風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星，在離地球836公里的軌道上，繞著地球的南北極飛行，對(duì)地球連續(xù)成像，并每天將它們拼成一幅完整的地球多波段層析圖像，發(fā)送回地面。

　　這可是一只“神眼”，它不僅能看到可見光波段，還能看到近紫外、近紅外、短波紅外，乃至遠(yuǎn)紅外光它到底有多少只“眼睛”?

　　項(xiàng)目負(fù)責(zé)人丁雷告訴記者，這臺(tái)成像儀只有一個(gè)光線收集系統(tǒng)，所有到達(dá)成像儀的光線通過鏡頭后，會(huì)被分到四個(gè)不同的探測(cè)器上。在這臺(tái)儀器上，他們采用了新的設(shè)計(jì)，能夠探測(cè)20個(gè)光譜通道的信息，使一臺(tái)相機(jī)可以抵上20臺(tái)。

　　“以前，一個(gè)探測(cè)器只連接一個(gè)探測(cè)單元，而現(xiàn)在四個(gè)探測(cè)器上擁有350個(gè)探測(cè)單元。”他解釋，每個(gè)探測(cè)單元都像一只眼睛，人看出的圖像是由兩只眼睛的圖像疊加而成，那么衛(wèi)星圖像則是由350只“眼睛”合成的。

　　“眼睛”多有何好處?丁雷說，從幾百公里的高空掃描地面，幅寬達(dá)到2900千米，視角會(huì)超過110°，邊緣圖像變形會(huì)較嚴(yán)重，利用不同“眼睛”所成的像，能校正出一幅更精準(zhǔn)的“全身照”。

　　今年3月11日，它在天上拍攝下了日本大地震的圖像，清晰地看到了日本海嘯前后地形的改變。丁雷自豪地說，美國(guó)的同類衛(wèi)星儀器只拍下了2個(gè)250米分辨率的圖像，而我們的相機(jī)拍下了5個(gè)250米，而且清晰程度要明顯高于前者!

　　2008年北京奧運(yùn)會(huì)、2010年上海世博會(huì)，上海技術(shù)物理研究所研發(fā)的這臺(tái)光學(xué)儀器，都在風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星上兢兢業(yè)業(yè)地拍攝下云圖，為精確地預(yù)報(bào)中長(zhǎng)期天氣變化，立下汗馬功勞。

　　11年趕上國(guó)際先進(jìn)

　　這臺(tái)相機(jī)的另一大特點(diǎn)是靈敏，能感知0.16℃的溫差把溫暖的手覆在涼涼的桌面上，幾秒鐘后溫度變化就超過了0.16℃。相機(jī)是要給地球“量體溫”?差不多是這樣。

　　地面熱能通過紅外、遠(yuǎn)紅外的方式向外輻射，而星載相機(jī)根據(jù)這細(xì)微的溫差，可以分辨出云、雪、臭氧，還能對(duì)熱島效應(yīng)、厄爾尼諾、拉尼拉等氣候變化進(jìn)行監(jiān)控。丁雷說：“其實(shí)，熱島效應(yīng)也就比周邊溫度高出2℃不靈敏的話，就看不出區(qū)別了。”

　　其實(shí)，如果翻開最初的設(shè)計(jì)方案，會(huì)發(fā)現(xiàn)沒準(zhǔn)備達(dá)到這么高性能。丁雷回憶，1999年項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)，我們的技術(shù)水平還有相當(dāng)大的距離，因此各種參數(shù)的設(shè)定比較保守。到2004年，設(shè)計(jì)基本完成后，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)“還能做得更好”，于是在離儀器交付僅剩一年多的時(shí)間里，他們又開始了一輪新的沖刺大幅調(diào)整設(shè)計(jì)方案，提高器件性能。

　　對(duì)于上天的儀器，這么做意味著要對(duì)大量的器件做改進(jìn)，重新驗(yàn)證其可靠性。同時(shí)，由于性能要求走到了世界前列，他們沒有現(xiàn)成范本可參照。而搭載上風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星，意味著這臺(tái)相機(jī)上天后立刻進(jìn)入穩(wěn)定、可靠的工作狀態(tài)，不得有任何差池。

　　如果按部就班，順利完成任務(wù)不好么?為什么要擔(dān)這樣的風(fēng)險(xiǎn)?丁雷說，為了給中國(guó)的遙感事業(yè)作貢獻(xiàn)。

　　他們研制的儀器可每天制作出百米量級(jí)空間分辨率的全球真彩色遙感圖像，以及每日以百米量級(jí)分辨率完整觀測(cè)全球兩次這兩點(diǎn)目前在國(guó)際上唯有中國(guó)能做到。“此舉實(shí)現(xiàn)了國(guó)際環(huán)境觀測(cè)遙感領(lǐng)域多年的期望，使中國(guó)具備了目前世界上時(shí)效性最強(qiáng)的觀測(cè)能力。”他說，這臺(tái)儀器在對(duì)地觀測(cè)性能上優(yōu)于美國(guó)和歐洲設(shè)備的觀測(cè)能力。

　　為此，夜以繼日、廢寢忘食已是家常便飯。自2008年上天以來，光譜儀已經(jīng)穩(wěn)定工作了近3年，每天都傳回各種監(jiān)測(cè)圖像。