1988年9月7日,风云一号发射成功,不久,地面站图像终端上就出现了由线条组成的卫星云图。
“那是我们自己的卫星,是我们自己的观测数据!”即使过了这么多年,那一刻依然让张志清兴奋不已。
接下来,他又投入了更多精力。无线电专业出身的他,学习了自动控制和卫星轨道计算,甚至成为了编程高手。他改进了卫星轨道预测软件,将单次轨道计算时间从30分钟缩短到2分钟。他将专用计算机控制系统改为通用个人计算机,并开发了相关硬件和软件。在掌握这些核心技术的基础上,他将人工操作的卫星接收设备改为计算机控制,在国内首次实现了该类设备的全自动化运行。
从专用到通用,从手动到自动,“便宜易掌握”。张志清相当善于“算计”:当时一台好的个人计算机才一万多元,一套接口电路才几千元,而之前的专用控制系统差不多要50万元。
“用很少的钱解决了一个大问题。”那种成就感无与伦比,让他觉得背后的艰辛不值一提。“那时候,我头脑敏锐,敢想敢做。”
就这样,从安装、调试一台台设备,到将这些设备整合成系统,气象卫星地面应用体系一点一点建立起来。
然而有一天,张志清和他的团队再次面临“无事可做”的困境。
那一天仿佛就在昨天——1994年4月2日,即将发射的风云二号卫星在基地发生事故。这是我国第一颗静止气象卫星,可与地球赤道上空自转同步,24小时盯住一个地方,进行连续、高频次的观测。
地面设备是专门为配合静止卫星而设计开发的,卫星上不了天,它们就什么也做不了。一夜之间,张志清和他的团队仿佛就没救了。
“有些人开始离开了。”他担心的不是丢掉工作,而是组建多年的地面系统团队解散。“如果没事可做,人们就会变得无所事事。”
要想留住人,就得有事可做。张志清打起精神来:“没事,那就找点事做!”
怎么办呢?找到接地系统的薄弱环节,也就是自己找毛病。
因为卫星不能进入太空,所以我们模拟卫星进入太空——我们开发卫星模拟器,模拟卫星在太空工作,形成星地回路;模拟各种可能出现的故障,然后一一解决。
忙碌而寂寞,天上没有卫星,只能和自己较劲,和心中的“风云”较劲。
“卫星最终要上太空,我们的地面系统也不能落后!”张志清的想法很简单。
1997年,风云二号首颗试验卫星A星成功发射升空;2000年,第二颗试验卫星B星发射升空。终于,2004年10月19日,风云二号C卫星成功发射的日子到来了。它是第一颗名称中没有“试验”二字的业务卫星,并被世界气象组织纳入全球对地观测业务卫星序列。这也意味着我国静止气象卫星建立了稳定的业务应用体系。
张志清伴随气象卫星观测系统一起成长,从一名普通工程师成长为总设计师,2010年被任命为风云二号、风云四号地面应用系统总设计师。
一个人同时担任两个项目的总设计师,这种情况很少见,等待他做的事情还很多——实现风云二号到风云四号的升级。
风云四号集辐射成像、闪电监测和高光谱红外大气探测于一体,可以拍摄地球云层、闪电,还可以对晴空大气进行“CT”。要实现这些功能,需要携带带有指向镜的成像仪和高光谱大气探测器,但它们会相互干扰,导致卫星在天空中“抖动”。
怎么办?有人建议借鉴欧洲的方案,造两颗卫星,一颗带大气探测器,另一颗带成像仪。但两颗卫星的成本显然比一颗高。一位老科学家站出来表示:一颗卫星上装两台仪器!
如果失败了怎么办?
“为什么不会成功?不尝试怎么知道会失败?”长期钻研技术的张志清信心满满。
他敬佩前辈科学家的责任感和勇气,这也是他的心愿,他不想“跟风”。
没有先例可循,也没有捷径可走。图像定位配准技术、对目标“驻留”长时闭环控制技术、多仪器多任务高效星地系统控制技术……一个又一个技术难题需要突破,张志清喜欢“做别人没做过的事”。
2016年,风云四号甲星成功发射,实现了国际上首次静止轨道高光谱红外大气探测和我国首次星载闪电监测。这是一套全新技术体制的静止气象卫星观测系统,与第一代相比,除了新增功能外,观测效率提高了18倍。
“到现在为止,还没有其他国家把地球静止轨道高光谱探测卫星送上太空。”张志清不再“谦虚”,欧洲、日本也想把自己的卫星“送”上太空,但那需要几年的时间。
从跟随、并驾齐驱,到部分领先。如今,我国已成功将21颗风云卫星发射升空,9颗在轨运行。我国气象预报准确率由上世纪70年代的50%左右提高到现在的90%左右。
这是几十年坚持和拼搏的结果。在张志清看来,他们这一代人有着强烈的“做事、做好事、做极致”和“冲上去,越冲越高”的欲望。
张志清成了这样一个有韧劲、有耐心的老人,去年他退休了,但他还有精力——继续研究太赫兹遥感与应用技术,弥补气象卫星光学遥感的短板。
“有了太赫兹技术,天气预报的准确率可以更高!”他的眼睛里,依然闪烁着光芒。
光明日报(2024年7月18日第08版)