[科普中国]-国防气象卫星计划

美国的国防气象卫星计划

美国自六十年代初就开始进行国防气象卫星计划(DMSP)，代号为417。美国空军于1965年1月发射了1颗DMSP样星，1966年9月至1976年2月共发射18颗DMSP工作型卫星。1976年9月空军开始发射先进的DMSP(AMS)卫星，该型号卫星又称布洛克-SD，共发射4颗。国防气象卫星计划为美国军界提供了大量有用数据。1

“布洛克-SD-2”卫星在1982-1983将近两年的时间里，国防气象卫星计划却屡受挫折，致使国防部不得不求助于民用气象卫星。1982年12月21日空军成功地发射了第一颗“布洛克-SD-2” 卫星，接着于1983年11月18日又成功地发射了第二颗“ 布洛克-SD-2” 卫星，才使DMSP恢复了由两颗卫星组网的完全工作状态。“布洛克-SD-2” 型卫星呈圆柱体、带翼的不规则多边形。卫星采用的是布洛克公用舱，长6.4 米，直径1.68米，重726-751公斤。

布洛克型卫星主要由四部分组成：①一个需要精确调准的遥感器和其他设备的精密安装平台；②容纳电子仪器、反作用轮和其他气象遥感器的设备保障舱；③反作用控制设备，包括一个第三级发动机，解反作用控制系统和一个用于卫星惯性飞行及轨道初始稳定的氮气喷嘴；④一个9.3平方米的太阳电池翼，它安装在卫星后部。卫星入轨后，太阳电池翼便从手风琴式折叠结构中展开，并跟踪和对准太阳。太阳电池能提供平均功率为290瓦的电能。

卫星平台上安装的主要遥感器是工作型线扫描系统(OLS)，它包括4 个分系统：①收集白天数据的甚高分辨率可见光扫描计，分辨率为0.64公里；②收集夜间数6据的甚高分辨率红外扫描计，分辨率为0.67公里；③覆盖全球的高分辨率可见光扫描计，分辨率为3.7公里；④高分辨率红外扫描计，它用于夜间的全球覆盖，分辨率为4.4公里。可见光扫描计工作谱段为0.4-1.1 微米，因此该仪器不仅能覆盖可见光谱区，而且还能覆盖近红外光谱区。两台红外扫描计工作在8-13微米的长波光谱区。垂直温度和湿度探测装置是一个8通道的红外辐射计，用来测量15微米范围内的全球垂直温度廓线。辅助遥感器系统包括极光电子探测器、闪电探测器和电离层探测装置各一台。

卫星上有一副绕杆式天线，它从卫星没有贴太阳电池的一侧伸出，使用6瓦的发射机向地面终端中继云图数据；一副VHF天线安装在卫星下部，用来接收地面指令，包括实时的和贮存在三芯记忆装置中的指令；一台向地面发射实时遥测数据的UHF发射机。1

DMSP卫星DMSP卫星采用高度约850公里、倾角98.7度的近极地轨道。工作型线扫描系统覆盖宽度约2960公里，相当于在赤道地区覆盖约26度(经度)，扫描方向与卫星飞行方向垂直。卫星轨道周期为101分钟，每颗卫星隔12小时对地球上每一点重复扫描一次。实用型DMSP系统由两颗卫星组成，一颗卫星每天当地时6：30和18：30左右穿过赤道，另一颗卫星则在每天当地时中午和子夜通过赤道。所有DMSP卫星都从范登堡空军基地发射，并且除“布洛克-SD-2” 卫星外，运载火箭都是“雷神-伯纳-2” 。

卫星收集的气象数据用先贮存后发送和直接发送两种形式传输到地面。前者将数据先记录在卫星的磁带上，然后转贮到设在费尔柴尔德空军基地、洛林空军基地、夏威夷遥测跟踪站的三个读出站，再由读出站通过休斯公司的地球静止卫星，把数据发送到内布拉斯加州奥弗特空军墓地、美海军加州蒙特里舰队数字海洋中心。设在奥弗特空军基地的美空军全球气象中心第0004航空空间应用小组，负责DMSP卫星的指挥和控制、数据处理及把数据分送到各个用户等工作。另一种方式则由DMSP卫星直接把数据发送到美空军的星座式飞机和航空母舰终端。

DMSP终端广泛分布在世界各地。在埃及的沙漠地区有一个活动DMSP终端，它属于一项实际训练的一部分。经评定该终端连续工作九星期所获的情报95%有效。DMSP卫星提供的气压、空气密度、大气湿度剖面和其它气象要素可为照相侦察卫星服务。卫星近实时的高分辨率云量图象，使照相侦察卫星的管理者能编排照相侦察卫星避开有云层覆盖地区的轨道，或者使它只在经过睛朗地区上空时才开机拍照，避免浪费胶卷。由于卫星导航、地面至空间的UHF/SHF通信、HF通信、超地平雷达、高频探向、单频位置测量、精密跟踪特征信号雷达等都受到电离层扰动的影响，因此装在DMSP卫星上的电离层探测器也为它们提供电离层信息。1