气象卫星最小的“千里眼”是怎样炼成的?——风云四号A星多通道扫描成像辐射计红外探测器芯片研制回顾

风云四号(FY-4)是中国新一代静止轨道(GEO)定量遥感气象卫星。多通道扫描成像辐射计作为FY-4上的主要载荷之一,被赞誉为风云四号的"千里眼"。它是迄今为止中国静止轨道卫星最先进的扫描辐射计,这与多通道扫描成像辐射计的核心部件——红外探测器研制水平的大幅提升是密不可分的。与现在正在运行的风云二号(FY-2)相比,风云四号的红外探测器实现了跨越式的发展:红外通道的数量从4个增加到了8个;探测器的波长已经延伸到了13.8μm;芯片的光敏元数量更是从单元发展到多元线列;每个光敏元尺寸只有56μm×56μm,是迄今为止中国研制的气象卫星中红外探测器光敏元尺寸最小的。这使得风云四号扫描成像辐射计红外探测器的研制遇到了许多前所未有的问题和困难,比如中短波光伏(PV)探测器的光敏面限制问题、水汽光导(PC)探测器的有效视场偏窄问题和长波光导探测器的高性能、高要求问题。本文介绍了中国气象卫星中最小的"千里眼"——风云四号多通道扫描成像辐射计碲镉汞红外探测器芯片的研制过程和关键技术。     

有机光致变色二芳基乙烯染料的发展动态

二芳基乙烯化合物以其优异的热稳定性和抗疲劳度,在光、电、热、化学和生化等技术领域引起了广泛重视和应用,而目前二芳基乙烯型光致变色染料在自身性能以及实际应用领域仍然有较大的提升空间。聚焦近年来二芳基乙烯衍生物在拓展性能和应用领域的发展成果,重点阐述了位阻型烯桥对于二芳基乙烯系列染料性能的提升及其应用领域的拓展的作用。     

风云四号获首张静止轨道大气高光谱图

<正>中国国防科工局、中国气象局近日联合发布了风云四号A星获取的首批图像与数据,世界第一幅静止轨道大气高光谱图正式亮相。这是由风云四号A星上首次搭载的干涉式大气垂直探测仪获得的,它标志着人类在静止轨道上的大气观测由二维进入三维。据悉,此次还发布了多通道扫描成像辐射计获取的图     

光致变色金属(Ru,Pt,Ln)-二芳基乙烯分子开关

借助于金属本身具有丰富的光、电、磁性质,将金属砌块引入到光致变色体系中,是获得结构新颖、性能独特金属分子开关的一条有效途径.本文简要介绍了光致变色分子开关的相关特征、种类、变色机理及其潜在应用;系统介绍了二芳基乙烯分子开关的研究概况;重点介绍了光致变色金属(Ru,Pt,Ln)-二芳基乙烯分子开关方面的研究成果及其在相关领域的潜在应用.最后对该领域的研究热点和发展趋势作了展望.     

“自然论坛”科普讲座

正继2015年举办"自然论坛"科普讲座以来,至今《自然杂志》已举办了15场讲座。"自然论坛"旨在邀请热心科普的知名学者,向大学师生普及最新科学进展,促进社会对高级科普的关注、理解与支持。邀请的专家不仅为广大师生奉上精彩的报告,而且还将相关内容整理成文,刊载于《自然杂志》。同济大学海洋与地球科学学院杨守业教授通过报告带我们探究了神秘的地球海洋世界;中国科学院上海技术物理研究所华建文研究员给大家介绍了"风云"四号卫星干涉式大气垂直探测仪及其研制历程;上海大学材料学院董瀚教授在报告中热情洋溢地与大家分享钢铁材料如何构建了我们人类的文明。     

本期内容简介

<正>目前,人工智能的浪潮汹涌澎湃。人工智能在视觉图像识别、语音识别、文本处理等诸多方面已经达到或者超越人类水平,在视觉艺术、程序设计方面也开始崭露头角,令人惊叹不已。我刊特邀请顾险峰教授撰文,介绍人工智能的简要历史、发展现状和未来的潜力。本期专题为"气候变化",夏军院士等分别介绍了气候变化对中国东部季风区水循环及水资源影响,气候变化对中国洪涝灾害风险的影响,气候变化对华北农业水资源影响,气候变化预测预估的不确定性等内容。此外,近年来G蛋白偶联受体(GPCR)的结构生物学研究实现了飞跃式的发展,我刊邀请吴蓓丽研究员撰文,介绍了GPCR结构解析的方法和创新点,以及GPCR结构解析对功能研究和药物研发     

空间推进系统:中国卫星事业的“推进器”——上海空间推进研究所空间推进系统研制记

本期"走近科学"我们将介绍上海空间推进研究所获得2011年度上海市科学技术奖科技进步奖一等奖的"风云三号卫星推进系统"项目. 风云三号是我国首个被纳人世界气象组织全球卫星观测系统的卫星,于2000年11月正式获国务院批准立项.2008年5月27日成功发射A星,2010年11月5日成功发射B星,两星至今在轨稳定运行.未来,将会有8-12颗风云三号卫星在轨组网运行.它们将持续为我国和周边国家提供高精度气象服务.     

筚路蓝缕,红外分光计研制的最初20年

2012年第4期的"走近科学",本刊报道了获得上海市科技进步奖一等奖的风云三号B星红外分光计。就红外分光计的研制阶段而言,风云三号B星机之前是风云三号A星机,这两者都随卫星上天运转工作。再往前则是Ⅲ型模样机、Ⅱ型模样机和Ⅰ型模样机,这三者是在地面的预先研究。上一次的报道,说明了分光计的一些基本概念,介绍了风云三号B星机以及稍前的A星机的研制情况。这一篇文章,将回望过去,讲述分光计从1980年到2000年的三代模样机的研制历程。这段故事讲述的是,中国现已退     

风云四号:守望人间“冷暖”

正风云四号气象卫星是目前世界上最先进的静止气象卫星,综合体现了中国气象与航天科技水平,是“智慧气象”的重要成果之一。这颗承载了几代人心血和梦想的卫星实现了多个“世界之最”:全球首次在静止轨道实现了干涉式高光谱大气垂直探测,全球首次将成像辐射计、大气垂直探测仪、闪电成像仪等多个载荷装载在一颗卫星上。     

科学24小时特约指导简介

<正>为推进《科学24小时》办刊水平,提高青少年科技教育与公众科普宣传的成效,加强科普业务的专家指导,从2017年第一期起,我刊特别邀请了著名科普专家、作家担任本刊特约指导,以期更好体现科学性、知识性、趣味性特色,满足青少年和公众了解最新科技信息、体验科学魅力的需求。三位专家的盛情加入,一定会让这一全国科普名刊有更加精彩的呈现。     

前沿

正我国成功发射陆地勘查卫星一号2017年12月3日12时11分,在我国酒泉卫星发射中心,长征二号丁运载火箭顺利升空,成功将陆地勘查卫星一号送入预定轨道。本次发射的陆地勘查卫星一号由中国航天科技集团公司五院所属航天东方红卫星有限公司总研制,主要用于开展陆地资源遥感勘查。本次发射是长征二号丁运载火箭的第34次发射,也是长征系列运载火箭的第257次飞行。"风云三号"D星成功传回地球"彩照"蓝色的海洋、白色的云朵、黄色的土地……2017年12月8日14时07分,"风云三号"D星首幅可见光图像成功传回地面。国家卫星气象中心主任杨     

科学24小时特约指导简介

<正>为推进《科学24小时》办刊水平,提高青少年科技教育与公众科普宣传的成效,加强科普业务的专家指导,从2017年第一期起,我刊特别邀请了著名科普专家、作家担任本刊特约指导,以期更好体现科学性、知识性、趣味性特色,满足青少年和公众了解最新科技信息,体验科学魅力的需求。三位专家的盛情加入,一定会让这一全国科普名刊有更加精彩的呈现。李象益著名科普专家,中国首位联合国"卡林加奖"获得者。长期从事科技馆建设、青少年科技教育等理论研究与实践,曾任中国科技馆馆长、中国科协普及部部长、中国自然科学博物馆协会理事长等职务,主持中国科技馆一、二期工程建设,引进世界科学中心教育理念,率先开展全国公众科学素养调查等,在全国各地进行过数百余场科普、科学教育、科技馆创新     

我国成功发射第一颗业务型地球静止轨道气象卫星

北京时间10月19日9时20分，我国自主研制的第一颗业务型地球静止轨道气象卫星——“风云”二号C星，在西昌卫星发射中心由“长征”三号甲运载火箭发射升空。     

“天宫二号”空间实验室开展十余项科学实验和项目

<正>2016年9月15日,中秋月圆夜,"天宫二号"成功发射。作为中国第一个真正意义上的太空实验室,"天宫二号"搭载了用于捕捉伽马射线暴的"天极"望远镜、有望实现10~(-16)量级的超离精度的"空间冷原子钟"、观海探气样样精通的宽波段成像光谱仪等十余项高精尖科学装备,并将开展"空间冷原子钟"实验、液桥热毛细对流实验、高等植物空间培养实     

我们的征途是星辰大海

正大家好!我是即将飞赴太空的"天宫二号"。人们都说我和大哥"天宫一号"长得几乎一模一样。没错,我们的确是孪生兄弟。一想到很快就能见到阔别多年的大哥,我就会好一阵激动。我大哥是我们"天宫家族"的骄傲,更是我崇拜的偶像。2011年11月,它与"神舟八号"飞船的成功对接,使中国成了世界上第三个自主掌握空间交会对接技术的国家。在随后的2年时间里,又有两批航天员驾驶"神舟九号"和"神舟十号"飞船前去造访,并开展了多项航天技术试验、对地遥感应     

“四妹”和“三姐”的异同

正按照最初的设计,嫦娥四号和嫦娥三号应该是一对双胞胎姐妹。嫦娥四号原来是嫦娥三号的备份星,三号成功后备份转正。在嫦娥三号探月的任务成功后,在科学家们的坚持下,嫦娥四号也有了新任务——去从来没有人去过的月球背面。当然,科学家们根据这一目标改进了嫦娥四号。这次,"四妹"和"三姐"有哪些相同和不同呢?嫦娥四号任务实际上是"两器一星",包括了着陆器、巡视器和"鹊桥"中继星,其中先期发射的中继星就是为了实现对地、对月     

感受海洋科考特殊魅力

正在海洋科考圈里极具盛名的法国塔拉(TARA)号科考船首度登陆中国,经停福建厦门。作为福建省科技教育基地学校,厦门市槟榔中学有幸邀请到了塔拉科考基金会海外教育项目主任格扎维埃(Xavier Bougeard)到校,与同学们面对面介绍他与塔拉号的"神奇之旅"。这是一场精彩纷呈、干货满满的科学公开课,就让我们和槟榔中学的同学们一起走近被誉为"移动海洋实验室"的世界顶级科考     

本期内容简介

<正>现今人工智能取得巨大成就,给人类提出新的挑战。我刊特别邀请郭毅可院士撰写《踏踏实实地研究人工智能》一文,探讨了人工智能的发展和机器学习的研究方向。挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)是大气中一类重要的污染物质,而VOCs治理关键功能材料性能的优劣是整个VOCs治理技术的核心。吴明红团队的《工业源挥发性有机物治理功能材料     

守望宇宙 探究未知

2011年5月15日,美国"奋进"号航天飞机运载着重达7吨的宇宙射线探测器——阿尔法磁谱仪2号(AMS—02),飞抵国际空间站。这是"奋进"号的"绝唱之旅",也是放在国际空间站上惟一的大型科学实验装置。8月中旬,领导AMS项目的诺贝尔奖获得者丁肇中教授特邀请本文作者前往AMS项目的研究基地——欧洲核子研究中心(CERN)采访。丁肇中高兴地阅读了刊登介绍AMS文章的《世界科学》杂志,并向作者详细介绍这一科研项目启动17年来的艰难历程和探索的重大意义。     

风云四号辐射成像仪及其数据在卫星气象中的应用

人类社会的发展与气象观测密不可分,通过气象卫星观测气象是气象预报的重要手段。气象卫星主要分为极轨气象卫星和静止气象卫星两类。辐射成像仪一般是各类气象卫星的核心载荷,用于获取目标不同光谱波段的辐射数据。卫星气象是指对气象卫星获取的辐射数据进行分析处理,利用分析结果进行气象和气候预报。本文重点介绍了中国最新研制发射的第二代地球静止气象卫星--风云四号辐射成像仪的性能和技术特点,并介绍了辐射成像仪数据产品在卫星气象中的应用。