gōu|我国成功发射陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”上有哪些“神器”？

8月4日11时08分，我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙遥四十运载火箭，成功将陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”以及搭载的交通四号卫星和闵行少年星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。
陆地生态系统碳监测卫星主要用于陆地生态系统碳监测、陆地生态和资源调查监测、国家重大生态工程监测评价，并为环保、测绘、气象、农业、减灾等领域提供业务支撑和研究服务。 “句芒号”是我国首颗森林碳汇主被动联合观测的遥感卫星，能够实现对森林植被生物量、气溶胶分布、叶绿素荧光的高精度定量遥感测量。 “句芒号”的升空，标志着我国碳汇监测进入遥感时代。
此次发射也是自长征五号B运载火箭成功首飞以来，长征系列运载火箭在800多天内连续成功执行的第100次宇航发射任务，国家航天局负责“句芒号”卫星工程管理、重大事项组织协调、发射许可审批，航天科技集团五院、八院分别负责卫星系统和运载火箭系统抓总研制。
尝试“跨界”“身怀绝技”的“技能之星”
句(gōu)芒，是中国古代民间神话中的木神、春神，主管树木发芽生长，与祝融齐名，象征对自然环境的敬畏与责任。国家航天局公布的信息显示， “句芒号”卫星在轨运行后，可获取全球森林碳汇的多要素遥感信息，提高碳汇计量的效率和精度，转变传统的人工碳汇计量手段，为我国“碳达峰、碳中和”战略落实提供重要的遥感支撑。
森林碳汇监测需要有高精度的植被数据作为支撑，为达到这一要求，研制团队尝试“跨界” ，创新性地将天基测绘“激光雷达+光学相机”为代表的主被动联合观测手段应用到森林监测中。
获取高精度的植被高度和面积信息是森林碳汇监测的关键，对应到卫星设计上，即对激光雷达和多光谱相机提出了高要求。为了让“句芒号”具备高精度森林碳汇监测能力，研制团队基于现有技术基础，从性能提升、配置方式、总体设计上做出创新突破，最终满足了森林碳汇监测的需求。
航天科技集团五院遥感卫星总体部专家介绍，这种主被动联合观测模式，不仅充分发挥了激光雷达和多光谱相机的优势，同时还能利用激光校准多光谱相机精度。
“准、全、细、精”碳汇监测的“专业之星”
植被高度、植被面积、叶绿素荧光和大气PM2.5含量是计算森林碳汇能力的核心数据。作为森林碳汇监测的“专业之星” ， “句芒号”配置了多波束激光雷达、多角度多光谱相机、超光谱探测仪、多角度偏振成像仪等4种载荷支持获取以上数据，确保数据“准、全、细、精” 。
植被测高结果“准” 。 “句芒号”利用多波束激光雷达进行植被测高其实是一个抽样测量的过程，通过计算激光到树冠以及地面的时间差得出树木的高度，而卫星一次测量发射出激光的光束数量、频次决定着测量精度。为最大程度提升植被测高的数据精度，研制团队通过数据反演、仿真分析、应用测试，最终使植被测高精度大幅提升。
获取植被面积“全” 。为准确还原森林茂密程度，研制团队为卫星设计安装了5个多光谱相机，实现对地5角度立体观测。同时，为了避免植被阴、阳面光线影响，研制团队创新性提出月球定标方法，确保5角度成像光谱响应一致。实现这些能力后， 5角度多光谱相机就能帮助“句芒号”绘制一幅“立体”植被分布图。
叶绿素荧光探测“细” 。叶绿素是植被光合作用的关键影响因素，叶绿素荧光高精度制图便是“句芒号”支撑高精度监测的重要环节。但叶绿素荧光的能量非常小，仅有约0.5%到2%以荧光的形式发射出来，为提升叶绿素光谱探测精细程度，科研人员为“句芒号”设计配置了超光谱探测仪，创新使用了光栅分光原理，能够探测到人眼所看不到的太阳光细微的明暗变化。