我所科研成果助力我国大气环境监测卫星研制工作

近日，长征四号丙运载火箭在太原卫星发射中心发射升空，将大气环境监测卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，星箭均由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制。我所科研团队在多载荷细颗粒物高精度探测全链路仿真方面的相关研究成果，为该卫星载荷的立项和研制成功提供了关键数据和理论支撑。

　　大气环境监测卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》部署科研任务，目标填补高精度大气成分探测等技术空白。卫星装载多台光学遥感仪器，是一颗集CO₂激光主动探测、细颗粒物立体探测、气态污染物探测和地表环境探测的多要素综合监测卫星。该卫星国际上首次采用了主被动结合、多手段综合的探测体制，通过装载不同类型、不同原理的载荷，对大气进行分层“CT”扫描。卫星首次实现全球气溶胶光学厚度、形状和尺寸等垂直分布信息的获取，综合反演多种遥感数据，大幅提升细颗粒物探测精度，实现对近地面细颗粒物（PM2.5等）浓度的高精度监测，为大气污染精准防治提供科学数据支撑。

　　我所刘伟伟教授、赵星教授组织学科青年科研人员，针对大气细颗粒物遥感卫星主被动结合、多手段综合探测的卫星载荷配置方案，建立了复杂大气环境下多维跨尺度光学参数融合的计算模型，完成了多载荷细颗粒物高精度探测的全链路正演研究。研究成果突破了传统在轨测量技术需要利用地面站测量数据进行标定的局限性，应用于卫星的设计与立项论证，解决了我国大气细颗粒物浓度和分布区域性差异大、大气污染较为严重，而国际上缺乏相应成功经验可以借鉴的难题。为确保卫星入轨后载荷的探测能力和效能提供了关键数据支撑，为大气中细颗粒物（PM2.5等）浓度和分布的在轨高精度定量化监测，以及卫星研制总体单位开展进一步多载荷指标综合设计优化提供了主要依据，有力地保障了卫星研制立项及工作按进度实施，获得了卫星研制总体单位的高度肯定。

　　我所在母国光院士等老一辈科学家的带领下，长期开展现代光学信息处理领域的教学科研和人才培养工作，研究所立足学科特色，积极服务国家重大需求。以前期研制成功的在轨空间实验室有害气体检测装置以及此项研究成果为支撑，该团队获得2021年度天津市科技进步一等奖。

　　据悉，此次发射成功的大气环境监测卫星是国际首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星，能够大幅提升全球碳监测和空气质量监测能力，卫星在轨应用后将实现对生态环境、气象和农业等多领域定量遥感服务能力的跨越式提升，助力我国实现碳中和与碳达峰、生态文明建设等国家战略，推动航天强国建设。