雾霾天气、臭氧污染、温室效应……伴随着这些大气科学名词在生活中的高频出现，天气预报信息是越报越多，老百姓习以为常的“看天出门”逐渐成为既看晴雨温度也看空气质量。
在国际政治场域，环境外交一直备受瞩目。自主掌握大气成分数据，已成为中国参与全球治理、提升国际话语权的重要支撑。
这一切离不开我国大气环境监测设备技术水平的不断进步与突破。
在合肥科学岛上，就有这么一群透视地球大气的人——中国科学院合肥物质科学研究院星载大气成分遥感探测载荷研发团队。前不久，他们凭借数十年来在该领域取得的一系列突破赢得第五届中国科学院科苑名匠团队称号。
“2011年以前，我国在星载大气成分遥感探测的研究上还处于起步阶段。”团队负责人、中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所副所长熊伟告诉记者，当时大气环境监测主要依靠欧美及日本卫星数据，我国在环境污染重大节点与争议事件中话语权薄弱。
然而，2018年5月9日，高分五号的成功发射改变了这一切。作为世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星、我国首颗高分辨率大气环境观测卫星，高分五号上搭载着由团队研制的三台载荷，我国自此开启对大气环境精准“把脉”的时代。
卫星载荷，卫星上装载的执行特定任务的仪器、设备，团队研制的就是具有大气成分探测功能的载荷。
“每一种气体成分都有独一无二的光谱信息，就和人的指纹一样。”熊伟解释道，研究人员通过载荷获取“指纹信息”分析气体成分，再根据光谱上吸收的深浅变化反演出气体浓度变化，最终准确评估不同时间尺度下气体对环境和气候的影响，可以形象地理解为透视地球大气。
截至目前，载荷研制团队已经承担了高分专项、空间基础设施等重大专项中高分五号01、02卫星、环境减灾二号卫星以及陆地生态碳卫星等22颗卫星、多类型30台套载荷的研发，突破了空间外差干涉超光谱探测、痕量气体差分吸收光谱探测、多角度多光谱偏振成像探测以及数据定量化应用等多项关键技术。国产系列星载大气成分遥感探测载荷的探测精度已达到国际先进水平。
“现在，我们的团队已经站在国际技术最前沿，并且能助力国家在国际外交事务中争得宝贵的话语权，我们感到很自豪。”熊伟说到。
从0到1，再从1到100，这背后是十年磨一剑的厚积薄发，更是一座座难以逾越的关山。
当记者问及十多年来研发过程中遇到的难题时，健谈的熊伟止住了话匣子，沉思良久后，他举了一个小螺钉的例子。
在接过卫星载荷研制责任状之前，团队专精于大气环境的地基探测设备研究。然而，新任务却是转向空天领域，他们面对的不仅是将相关设备、器材“搬”到卫星上使用，更要在几百公里高空上长期精准监测到指定气体百万分之一的变化量。团队需要克服各种意料之中和意想不到的问题，小螺钉就是其中一个。
卫星载荷在进入发射场之前，会进行振动试验、高低温试验等整星试验。“卫星发射时伴随着强烈的震动，固定各个部件的螺钉会随之松动，稍有不慎就会飞出去。”熊伟介绍到。
“航天新兵”们初接触振动试验，没想到小螺钉竟然成了大困难：这还没起飞呢，载荷就要散架了？经过大量试验及多方求教，结合载荷光机热等仿真分析，优化了结构的布局和胶结工艺，在保障光学性能的同时，有效减少震动影响。
进行高低温试验，评估空间环境温差对载荷性能的影响；设定标准源，保证在轨长期数据稳定性……载荷研制团队一一攻克难关，实现了所有技术指标和工程目标，也实现了我国在星载大气成分遥感探测能力上的新突破。
“卫星载荷研发是在解决一个个未知的问题，把一个很困难的事情，通过一系列的技术攻关，最后研制出大气主要温室气体监测仪这些星载设备，其中充满了科研的乐趣。”熊伟认为。
作为一个涉及电学设计、光学设计、机械设计、软硬件开发、数据反演等多学科交叉的领域，卫星载荷研制必须在“零差错”的基础上精益求精、团结协作，充分发挥不同技术岗的最大效能，实现预期目标。
从2011年受命组建至今，熊伟团队已成为一支拥有固定成员三十多名、平均年龄35岁，专业框架完善、学历层次和年龄搭配合理的科研团队，并在较短的时间内就实现了从原理、地面验证到星载业务化应用的跨越发展。
团队先后获得安徽省科学技术进步奖一等奖2项、航天贡献奖、中国生态环境十大科技进展等多个集体荣誉和个人奖项。
回望这些年，熊伟颇为感慨：十多年前，一群志同道合的人汇聚到一起，怀着共同的志向、共同的决心，朝着一个共同的目标出发，共同把一件原本认为不可能的事情做好，既实现了自我的人生价值，更满足了国家的迫切需求。
“我们会进军深空探测，在月球、在火星……将新技术运用到新的应用领域，去承担新的工程任务。”谈及下一步工作打算，熊伟语气坚定、充满希望。
未来，载荷研制团队会继续向天而行，也会有更多年轻力量为梦而来。
