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《大眾科學》論壇 是來自專家關於科學和技術領域熱點問題的特邀文章。
本週,我們將最終見證深空氣候觀測站 (DSCOVR) 衛星的發射。DSCOVR 衛星的發射被長期推遲,它是一項針對拉格朗日點 1,或“L1”點的觀測任務。L1 點是太陽和地球之間一個獨特的點(距離地球約 160 萬公里,朝向太陽),在這個點上,太陽和地球的引力彼此平衡。當 DSCOVR 衛星與地球一起繞太陽公轉時,它將持續觀測地球,衛星面向半球將完全被太陽照亮,隨著地球自轉。從這個獨特的有利位置,DSCOVR 衛星將捕捉並將連續不斷的地球影像傳回地球,類似於 1972 年 12 月 7 日阿波羅 17 號任務期間拍攝的歷史性影像——這仍然是我們 42 年多以來唯一一張這樣的影像。並非巧合的是,它仍然是歷史上釋出次數最多的照片。
更重要的是從科學的角度來看,DSCOVR 衛星將為我們快速變化的氣候提供重要的全新見解,並將首次讓科學家們能夠準確測量我們星球的能量平衡。地球的“能量預算”可以透過一個簡單的算術公式計算:取每天從太陽進入地球系統的總能量,減去每天從地球系統逸出並返回太空的紅外能量總和。問題在於,儘管科學家們可以輕鬆測量前者,但他們一直無法準確測量後者——因為向外輻射的紅外線是從地球表面的完整 360 度逸出的。但是,當 DSCOVR 衛星開始每天從 L1 點發送該測量資料時,科學家們將能夠更準確地計算出吸熱氣體對我們星球氣候的總影響。
我們目前對全球變暖的測量是多種來源的組合,科學家們通常將其描述為“嘈雜的”。DSCOVR 衛星的儀器測量的改進後的能量預算,結合現有資料,將使人類能夠全面瞭解當前的危機。(最初與 DSCOVR 衛星一起提出的還有一顆在地球暗面與太陽共同執行的第二顆衛星,但 180 度已經足夠完成這項工作,而且費用幾乎只有更大任務的一半。)
DSCOVR 任務最初是在 1998 年構思的,當時我與國家科學院合作,挑戰美國宇航局 (NASA) 建造一顆可以勘測我們星球並幫助我們從新的角度理解氣候危機的衛星。DSCOVR 最初被命名為 Triana(以克里斯托弗·哥倫布的船平塔號上第一個發現新大陸的西班牙水手羅德里戈·德·特里亞納的名字命名),它的發射正值人類的關鍵時刻。
自該衛星首次建造以來,工業界最感興趣的是被指定為 DSCOVR 衛星主要任務的專案,該任務由國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 管理:提供針對即將到來的太陽風暴的早期預警系統。這些太陽耀斑以驚人的速度從太陽噴射出來,可能會嚴重破壞對我們現代生活方式至關重要的關鍵電子基礎設施。由於這些太陽風暴的規模遵循“冪律”,因此它們的規模越大,發生的頻率就越低。此外,更大的耀斑精確瞄準地球的情況更是少之又少。然而,這種情況確實會發生,而且一旦發生,這些耀斑可能會對電路、輸電網和其他容易受到此類風暴影響的系統造成代價高昂的損害。許多人感到欣慰的是,DSCOVR 衛星將取代目前正在提供太陽風暴預警的老化且基本癱瘓的系統。
太空中還有許多老化的地球觀測衛星需要更換、增強和補充。DSCOVR 衛星將透過提供一個通用的校準參考點來幫助提高我們低地球軌道衛星群的效用——這將增強許多不同的軌道儀器在觀測和測量地球系統變化方面的協同作用。
除了這些和其他具有重大科學意義的任務外,DSCOVR 衛星還將有能力激發關於人類狀況的真實本質的新思考方式,透過每天向我們展示新的影像,使地球上的每個人都能夠在行星整體的背景下看到他或她的家鄉城市或村莊,提醒我們有義務照顧好巴克敏斯特·富勒很久以前描述的“宇宙飛船地球”。
42 年多以前,阿波羅 17 號上的宇航員拍攝了一張與歷史上任何其他照片都不同的地球照片。“藍色彈珠”影像展示了我們地球在浩瀚的太空虛空中懸浮時,完全被太陽照亮的一側。這是第一張展示我們星球真實、未失真的全貌的影像,其脆弱和壯麗融合成一個藍色球體。
DSCOVR 衛星為我們提供了一個機會,讓我們重拾最初由“藍色彈珠”激發的驚奇、興奮和好奇心。我們很快就會每天看到我們星球新鮮、美麗的新影像。事實上,DSCOVR 衛星證明了最初將人類帶入太空的相同理想:韌性、創造力和人類精神的力量。但 DSCOVR 衛星也將深刻提醒我們自身的物理侷限性。這顆衛星及其儀器將為人類提供一個新的有利位置,從中觀察地球的邊界和脆弱性。
我們絕不能因我們的脆弱性而退縮;我們必須擁抱它,並讓它推動我們前進,為人類文明規劃新的航向。我們可以解決氣候危機。我們可以創造一個可持續和繁榮的世界,但我們必須立即行動。
艾爾·戈爾是美國前副總統