你只看到了微信6年来首次变脸，却不知道这张图的背后意味着....

　

在你打开这篇文章时，有没有注意到刚刚微信发生了什么变化？没有的话退出微信再打开，看一眼启动页：没错，那个熟悉的“地球”图案，已经换了一张图了。这个悄无声息的改变背后，却有着一段长达二十二年的中国故事。究竟怎么回事，和砂石菌一起来看看吧。

北京时间，9月25日下午五点

微信有了大动作

 

细心的朋友可能会发现，

微信启动页面的背景已经变了。

新的地球照片变得更清晰

云层更加细致，

视角也由非洲大陆上空

变成为了我们祖国的上空！

它是我国新一代静止轨道

定量遥感气象卫星“风云四号”

从太空拍摄的最新气象云图。

这也是6年来微信启动页面首次发生变化。

▲ 新照片是是目前最牛的“地球摄影师”“风云四号”所拍摄的
 

玩滚球的十大平台：选用这张照片作为素材的原因，微信团队透露称：“非洲大陆是人类文明的起源地，我们将非洲上空的云图作为启动页的背景图，也希望将‘起源’之意赋予启动页面。因为人类的出现，才有了沟通的存在和意义。而此次展示‘风云四号’拍摄画面，也是寓意从‘人类起源’到‘华夏文明’的历史发展，旨在向亿万微信用户展示华夏大地的河山风貌。”

从国防科工局和中国气象局获悉，我国“风云四号”A星25日正式交付使用，整星研制达到国际先进水平，实现了我国静止轨道气象卫星从“并跑”向“领跑”的跨越，填补了3项国际空白，实现了全球首次静止轨道干涉式高光谱大气探测等多项技术突破。那么，“风云四号”究竟是一颗什么样的卫星，它背后又有着什么样的传奇故事？

风云四号之前：坎坷起步的中国之眼

众所周知，自人类进入太空时代后，气象卫星便成为了航天科技的一个重要组成部分。

气象卫星，是对大气层进行气象观测的人造卫星，属于一种专门的对地观测卫星或遥感卫星，具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并能把云图等气象信息发给地面用户。

世界上第一颗成功的气象卫星是美国国家航空航天局1960年4月1日发射的TIROS—1号卫星。TIROS一共运行了78天，它的成功为以后的气象卫星铺平了道路。

并很快证明了太空观测气象的巨大优势。 人类从此可以在数万公里的高空掌控自己头顶的蓝天。

然而，我国的气象卫星之路却并不顺利。

▲ TIROS1号拍摄的第一幅地球气象云图
 

作为一个幅员辽阔的大国，气象预报对我国的意义不言而喻。有第一手的来自太空的信息，就可以观察台风的走向，预测可能的暴雨灾害，观测海洋情况为渔业提供支持，预防山林大火的发生等等。虽然我国也在气象卫星方面不遗余力地投入，但总体进度仍然落后于西方国家。

1977年，风云一号正式立项，但直到1988年我国才发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星。卫星云图的清晰度可与美国“诺阿”卫星云图媲美，但由于星上元器件发生故障，它只工作了39天。

1994年，风云二号01试验星在发射前最后一次调试过程中，因燃料泄漏突然爆炸。卫星被当场炸毁，一名工作人员遇难，包括神舟飞船总设计师戚发轫在内的二十多人受伤。

不过，失败是成功之母，接连受挫后，痛定思痛的中国航天人总结教训继续努力。正式服役的风云1C卫星在1999年升空，不仅成功达到了设计的2年工作寿命，还超期服役到2005年。

 

风云1D星在2002年进入太空，一直到2010年还依然在轨运行。

2004年，同步研究中的风云二号，三号系列也陆续发射，太空中的“中国眼”开始越来越多。 截至目前，风云家族共有7颗卫星在轨，每天为她们脚下的十几亿人民提供来自万里高空的天气信息。中国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一，是世界气象组织对地观测卫星业务监测网的重要成员。

 

而现在，这个家族将迎来迄今为止最优秀的一位成员。

风云四号问世：二十二年艰难磨一剑

早在1994年，有关风云四号的设想就已经被提出，2000年，卫星的大致构架逐步成型，2002年，原国防科工委批准展开背景型号研究。 2010年3月，工程正式立项。风云四号气象卫星是我国第二代静止气象卫星，主要发展目标是卫星姿态稳定方式为三轴稳定，提高观测的时间分辨率和区域机动探测能力；提高扫描成像仪性能，以加强中小尺度天气系统的监测能力；发展大气垂直探测和微波探测，解决高轨三维遥感；发展极紫外和X射线太阳观测，加强空间天气监测预警。风云四号卫星计划发展光学和微波两种类型的卫星。

2016年12月11日凌晨0时11分 ，风云四号搭乘长征三号乙运载火箭，在西昌卫星发射中心成功发射。

 

从提出设想到最终上天，风云四号走过了22年的历程。

22年间，无数航天工作者的付出，奠定了她今日“全球最先进气象卫星”的身份。 不过，这个研制过程也可谓历尽艰难。

在风云四号立项的初期，美国最新一代气象卫星GOES-R、欧洲第三代静止气象卫星 MTG 都已经上马。如果还按照原先的设想推进，研究出来就会落后人家一代。

领导研究的上海航天技术研究院决定提高要求：“做就要做世界一流”！

 

但“一流”显然不是说来就来的。 在研究初期，团队遭遇各种技术瓶颈，一些例如仪器兼容和姿态控制的难题，甚至连西方国家也没能彻底解决。卫星系统总师董瑶海说，早先曾想和欧洲合作，但对方把一个元器件开出了5亿的天价——这比风云四号整星的造价还贵。研制团队赴欧考察参观时，欧洲方面把相关设备包的严严实实，生怕中方看去了什么“核心机密”。 “人家能做出来，我们未必就做不出来。”董瑶海说。

于是，团队几乎从零开始，一项一项建构自己的设计方案。

谁也不知道他们那段时间经历了什么，但随着不断摸索，不断试验，曙光渐渐出现。 伴随着卫星高精度姿态确定方法、热变形在轨辨识和建模技术以及姿态、轨道和热变形补偿技术等技术瓶颈的先后攻破。

最终，风云四号达到甚至在某些方面超越了西方同时期的气象卫星水平，我国最新一代静止气象卫星终于成型。那么这个小家伙，究竟有多厉害呢？

1分钟扫描百万平方公里

快如闪电，稳如磐石

卫星拍摄云图的过程，就像一台扫描仪——扫描地球不同区域的图，然后拼起来。大气活动瞬息万变，卫星扫描速度越快，自然获取的数据价值越高。风云四号的表现称得上“快如闪电”——其搭载的扫描计，15分钟即可完成一次对东半球全球大气的扫描成像，扫描100万平方公里范围内的云图，时间只需要1分钟。假如某地突发气象灾害马上需要当地云图数据，一分钟就可以得到。

 

另一方面，图像的准确度也取决于卫星本身的精度，在扫描过程中镜头不能抖动（想象一下你自拍时手抖的成像……）。在3万公里高空的风云四号，哪怕镜头有头发丝粗细的晃动，获得的图像就可能差之千里。

这个难关，风云四号攻克了。镜头指向误差不大于5个角秒——它意味着在拍摄时，卫星镜头的抖动角度不超过钟表上秒针一秒转过角度的4321分之一！

垂直探测大气层

全国分析只需1小时

学过地理的小伙伴应该还能记得，高低空的冷暖空气交锋，往往会形成冰雹，暴雨等“强对流灾害天气”。 这是因为天气系统是一个立体系统，要监测大气，不仅要能看到云层的平面流动，还要看到云层上下之间的对流。

而在风云四号之前，想要观测大气的对流，气象台的工作人员的方法可谓“原始”——放飞一些探空气球，然后搭载仪器飞到高空中获取不同高度的数据。 而现在，有了风云四号的我国自主研发的“垂直大气探测器”，他们可以坐在控制中心，直接接收来自太空的“分析报告”。

 

这归功于探测仪器拥有1600个探测通道，可以将大气层像切面包一样在垂直方向切层，获取每一层的精确数据，只需1小时即可完成全国大气分析。

在晴朗无云的时候，这项功能可以直接帮助气象台预测未来几小时的强对流天气发生区域。

1分钟500张闪电图

稍纵即逝不再是问题

冰雹，大风，暴雨等灾害天气发生时，有一个永远少不了的配角就是闪电。

对闪电的观测和研究能帮助科学家更好地理解强对流天气的特点，但闪电的稍纵即逝是人所共知的，想要直接看到它都不是很容易，更何况拍摄。 这方面，气象卫星就派上用场了。

 

此次，风云四号上首次搭载了一台闪电成像仪，在一秒钟内即可拍摄500张闪电图。结合卫星云图，对灾害天气的观测将更加立体直观。

一星当两星

“双卡双待”

垂直大气探测虽然非常有用，但这个仪器的一大特点就是“娇贵”——在工作时，仪器不能有哪怕一丝最轻微的扰动，哪怕只是在卫星边上吹一口气都会导致数据误差。

这就决定了这个仪器很难上天运行，上去了也无法和其他仪器“共事”。美国因为技术和经费的原因，在最新一代卫星上最终放弃了大气垂直探测仪；欧洲航天局则干脆单独为它发射了一颗卫星。

 

而风云四号，是全球第一颗同时搭载了垂直大气探测仪和其他仪器的气象卫星。

为了实现这一点，上海航天研发团队用了三年时间钻研消除震动的原理和技术，最终，他们将风云四号的振动干扰降到了0.1mg——你用手敲一下桌面的震动量级约为300mg，也就是震动还不到手敲桌面的三千分之一。风云四号一颗卫星实现了两颗卫星的效果，这在国际上尚属首次。 “不难，怎么叫国际一流呢？”卫星总指挥陈文强说，“他们知难而退，我们迎难而上。”

在轨测试期间，风云四号A星对台风、沙尘、暴雨强对流等灾害天气和蓝藻水华、霾等环境生态问题进行了实时有针对性地应用监测，为2017年5月北方地区严重沙尘、6月的华北特大暴雨、6月底至7月初南方持续降水以及“苗柏”“南玛都”台风等的预警提供了有力支撑。还是此前的“一带一路”高峰论坛，它都起到了重要的气象监测作用。测试结果表明，卫星各项功能、性能符合工程研制总要求。

风云四号：太空里的“中国守望者”

这颗卫星的全名叫做风云四号A星，2016年12月11日在西昌卫星发射中心成功发射。作为我国新一代静止轨道气象卫星从第一代（风云二号）向第二代跨越的首发星，风云四号对于保证我国静止气象观测业务的连续、可靠和稳定运行，提高我国航天事业、气象事业的国际地位和影响具有重大意义。

从“蓝色弹珠”到“大好河山”，普通用户只看到了一个2秒的变化，而这个变化背后，是22年的心血和付出。

 

和上一代相比，

观测的时间分辨率提高了1倍，

空间分辨率提高了6倍，

大气温度和湿度观测能力提高了上千倍，

整星观测数据量提高了160倍，

观测产品数量提高了3倍。

它搭载了全球首个大气垂直探测仪，

并是国际上首次在单星上同时搭载了

多通道扫描成像辐射计

和干涉式大气垂直探测仪，

以一颗卫星实现了两颗卫星的功能。
 

 

 

可以想见，风云四号所带来的变化绝非这2秒的动画。 在可预见到的未来，将会有更准确的天气预报，更科学的台风和灾害预警，越来越多的人将直接受益于这颗在太空守望中国的卫星。