【EarthCARE星载云剖面雷达中断问题获软件修复】地球云气溶胶和辐射探测卫星(EarthCARE)的云剖面雷达(Cloud Profiling Radar, CPR)自2024年发射以来,受太阳耀斑影响频繁出现意外关机,平均中断观测约20小时。欧洲航天局(ESA)与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)团队通过星载软件更新,已将恢复时间缩短至约20分钟。EarthCARE卫星搭载四台仪器,旨在获取云、气溶胶和辐射的观测数据。其中CPR通过发射微波脉冲穿透深层云系,提供光学仪器无法探测的垂直云结构信息。该雷达采用高功率发射机(High-Power Transmitter, HPT)驱动,HPT核心部件为速调管(Klystron)——一种真空管放大器,负责将源信号功率提升至云探测所需水平。2024至2025年初,任务团队发现速调管内部游离原子可能引发过流事件,这属于正常运行现象。HPT在过流后会自动重启,通常数分钟内即可恢复雷达脉冲发射。但若在短暂恢复期内再次发生过流,CPR将转入安全保护状态——待机拒绝模式(standby-refuse mode),此阶段必须依赖地面人工干预。地面团队需对仪器进行健康检查后方可重启观测,若故障发生在地面站非工作时段,恢复时间可延长至20小时,周末甚至可达72小时。2025年6月,JAXA在CPR星载软件中植入辅助自动重启功能。该功能可在HPT自动重启失效前主动尝试重启,显著降低进入待机拒绝模式的概率,平均重启间隔缩短至约20分钟。JAXA地球观测卫星项目主管丸山健太(Kenta Maruyama)指出:"这些结果凸显了构建适应不可预测太空环境系统的重要性。在轨软件更新确保了EarthCARE持续运行观测能力。"尽管未开展专项研究,团队观察到过流事件与太阳耀斑存在强相关性,推测太阳耀斑产生的高能质子穿透速调管,触发过流并导致待机模式。软件更新后,HPT进入待机模式的频率已大幅下降。这种灵活的软件设计策略被证实是确保在轨任务韧性的关键,而非仅仅提供便利。


