携带主被动微波探测载荷的雷达小卫星星座示意图

2023年5月16日，美国明日公司（The Tomorrow Companies Inc.）宣布其太空天气雷达小卫星星座的首颗演示卫星Tomorrow-R1成功进入轨道运行。这颗卫星的发射时间是4月14日，搭载在SpaceX猎鹰9号上从美国加利福尼亚州发射基地升空，成功实现与火箭分离，并在此后不久开始传输遥测数据。经过成功调试后雷达载荷开始运行，迈出了明日公司太空天气雷达小卫星星座发展计划的历史性一步。

星箭分离

此次发射的演示卫星体积为50x 50x 100公分，重量约75公斤，采样分辨率水平约为5 x 5 公里，垂直方向约为250 米，除可以获取大气中雨滴垂直结构，还可以分析海洋洋面参数信息。随后，6月12日，明日公司又成功将第二颗演示星Tomorrow-R2成功送入太空，完成了今年的发射任务。

雷达小卫星星座可提供的三维测雨、温湿、洋面风、波浪高度等产品

明日公司成立于2016年，原名ClimaCell， 是位于美国波士顿一家气象数据公司。2021年2月24日，正式宣布将启动“明日太空行动”（Operation Tomorrow Space）计划，向太空发射30颗天气雷达小卫星，构成首个太空天气雷达星座，收集全球平均重访率为1小时的高分辨率降水数据。

2022年3月，又宣布将在卫星上加装微波载荷，通过获取多频段被动微波遥感信号与雷达协同观测，可以得到更为丰富的大气信息，实现从太空实时测量大气温湿与雨滴三维结构分布与变化的目标。

这次先后发射的两颗演示星仅带有Ka频段的主动雷达载荷，计划中的主被动微波遥感协同观测小卫星将于2024年发射。

从技术发展看，雷达探测或主被动遥感协同观测在大卫星上都已经实现，如2014年美国与日本联合发射的全球测雨卫星GPM，今年5月中国发射的风云三号G星，都实现了主被动微波遥感观测。但由于大卫星存在单点探测重复频率低的弱点，人们试图寻求通过发展雷达小卫星星座的方式来解决这一问题。

2015年美国航天局NASA启动了立方体测雨卫星RainCube 计划，目标是研制体积小、重量轻、功率小、成本低且能保持主动测雨基本性能要求的雷达载荷。由NASA喷气动力实验室JPL设计出了与6U小卫星相匹配的一维剖面探测降水雷达架构，如同一个鞋盒大小，重量约12公斤。2015年9月立方体测雨卫星RainCube计划正式立项，并于2016年列入NASA的立方体卫星发射计划（CSLI）。

项目的研发用了约3年时间，2018年5月21日RainCube搭载在OA-9E天鹅座补给飞船发射升空，5月24日，飞船与国际空间站对接，2018年7月13日RainCube从国际空间站放飞，布设在了地球400 km高度的低轨轨道上。2018年8月5日，获取到了第一幅雷达回波图，并于2018年8月27日在墨西哥上空进行了首次降水测量。

在发射RainCube的同时，NASA还通过空间站发射了另一颗5波段微波小卫星TEMPEST-D，可与RainCube在相近时间观测地球上空同一地点的雨滴垂直分布，起到主被动微波遥感信息互补作用，经过算法处理，取得了较理想的效果。

Raincube与TEMPEST-D共同探测台风结构

RainCube和TEMPEST-D的成功，为实现太空高时空分辨测雨计划奠定了基础，通过明日公司的商业化运作，显著提高了发展效率。按目前的计划，有可能在2025年完成测雨小卫星星座的整体构建，实现从太空开展全球高时空分辨雷达测雨的发展目标。

《中国气象报》