微信换“头像”的背后，是科学家15年的努力
右侧为用“风云四号”所拍摄的照片制成的启动页
左图，是NASA1972年拍摄的一张著名的地球照片，名为“蓝色弹珠”，中心是非洲大陆，这是人类第一次从太空中看到地球的全貌。
在那之后，人类已经很久没有再抵达那个距离对地球进行拍照。我们看到的大量地球的照片，都是合成而来，而不是太空实拍。
而右图，是我国新一代静止轨道气象卫星“风云四号”近期从太空拍回的地球照片，中心是中国。
原照片的中心是非洲但是替换之后的照片中心是中国
中科院上海技术物理研究所干涉式大气垂直探测仪团队送正样产品出所
图片来源：国家卫星气象中心
当别人放弃时，我们坚持
“没有辐射计，就不是风四；没有探测仪，就不是中国的风四。”上海技物所副所长、探测仪主任设计师丁雷这句话所指的，是十几年前，中科院院士匡定波力排众议，支持研制干涉式大气垂直探测仪的魄力。
1997年风云二号卫星刚上天，下一代风云卫星就已开始规划。匡定波提出，应该发展干涉式大气垂直探测仪。这种利用傅立叶变换原理的探测仪，可以为大气做“超级CT”——把大气从地面开始“切片”，将100公里大气切成上千层，测出每一层的温度、湿度等数值，为灾害性天气监视和大气化学成分探测服务。
“比如青藏高原的冷空气下沉，并流向东部，抬升那里的热空气。这个变化过程原来主要是理论推测，没有实际观测到过。”丁雷说，而探测仪获得的数据可能让人类首次真切“看”到这个过程。
这是遥感领域红外光谱技术的一场革命。早先，美国、欧洲都在朝这个方向努力，但到2006年，由于技术难度过大、所需经费太多，美国放弃了，欧洲也大幅调整了计划。
中国要不要继续？
2001年回国来到技物所的华建文，在2005年底已带领团队调出了红外干涉信号，原理样机初步成功。匡定波说：“尽管这块骨头很难啃，但只要把仪器送上天，就是迈出成功的第一步。”
国际同行公认，探测仪“切片数”达到1000，是衡量探测质量的分水岭。“我们非但要做，而且把目标定在了1500层，这几乎是一个梦想数值。”丁雷说，既然要啃硬骨头，就挑最难的尝试。
如今，当中国的探测仪开始提供全球独家的数据时，美国的研发队伍尚未重新聚集，欧洲的仪器还要等到2022年才能发射升空。
“当别人放弃时，我们坚持；做成功了，就领先世界。”华建文说，过去中国向国外卫星要数据，现在是国际气象界迫切需要中国的卫星数据了。
为一颗星做一辈子，我愿意
光谱通道从5个拓展到14个；可见光空间分辨率从1.25千米提高到500米；地球全圆盘成像时间从30分钟提高到15分钟，未来还可继续提高到5分钟以内……随风云四号上天的扫描辐射计，与风云二号上的仪器相比，实现了技术的代际跨越。
成像辐射计的扫描机构瞄准拍摄点的精度有多高？主任设计师王淦泉说，相隔一个足球场的距离，在一边放上成排的1万枚针孔仅0.04平方毫米的细针，在另一边用扫描机构的镜子反射激光穿过小孔，可以准确穿过9997个。
为了精确评价扫描镜的这个精度指标，王淦泉整整想了12年。无法检测校准，又怎知仪器是否达标？2014年的一天，他偶然看到资料，有一种设备可以达到在千分之一秒内测出0.1角秒的误差。可国内只有一两家单位可能具备这种技术，但精度能否满足扫描镜的测试需求，却是未知。
他花了一年多时间，往返于北京、西安等地，不断与相关科研人员沟通，促成对设备的改进，终于做出了可以检测扫描镜动态精度检测的仪器。
面对这么多从未挑战过的技术难关，漫长的研发周期考验着科研人员的定性。一般卫星的研发周期是4-6年，但具备高精度定量应用特征的气象卫星的研发周期却长达十几年。一代气象卫星往往要先后发射好几颗，从第一颗到最后一颗上天，又有好几年，再加上在轨运行的维护任务———这辈子真的就只够做这一批星了。
项目推进困难重重，团队里的年轻人来了又走了，却仍有不少人一直坚持着。探测仪团队的“元老”之一王占虎动过离开的念头，甚至还去应聘新工作，可想到做梦都想调出的第一束红外干涉信号，最后一刻还是留了下来。“去年探测仪随风四升空，从此感觉天空中多了一个亲戚。”他说，“为一颗星做一辈子，我愿意。”
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