歐洲已經發射了第一顆衛星,這被譽為有史以來最雄心勃勃的地球觀測計劃之一。4月3日,一枚聯盟號火箭將哨兵-1A探測器送入軌道,這是計劃在本十年末發射的六個哨兵衛星系列中的第一顆。這些衛星將共同對地球的陸地、水域和大氣進行前所未有的長期監測。
哨兵衛星將成為耗資84億歐元(115億美元)的哥白尼計劃的核心,該計劃由歐盟委員會管理。哥白尼計劃還將從大約30顆其他衛星、海洋浮標、氣象站和空氣質量監測網路中獲取資料。
澳大利亞臥龍崗大學利用遙感研究植被的茲比涅克·馬萊諾夫斯基說:“哨兵衛星和哥白尼計劃有可能成為世界上最全面的地球監測系統。”
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哥白尼計劃由歐盟(EU)和歐洲航天局(ESA)設計,旨在幫助歐盟委員會和歐盟成員國制定環境政策並監測結果。其資料將用於為無數實際應用建立服務,包括冰圖繪製、農業管理、氣候變化預測和災害響應。其想法是像天氣監測一樣,近乎即時地生成影像、地圖和模型,但變數要多得多。
與之前大多數地球觀測任務不同,哨兵衛星將在老化後定期更換。巴黎LATMOS大氣和天體物理研究所的大氣科學家凱西·克萊博說,這將有助於生成各種影像和測量的長期交叉校準資料集。“當你使用不同的儀器並且任務之間存在差距時,連線汙染物、臭氧或溫室氣體等測量資料系列並不容易,”她說。
任何人都可以免費訪問和使用這些資料。但研究人員將與公共機構一起享有正式使用者身份,因此將擁有特權訪問權,包括專門的幫助臺和支援。歐洲航天局哥白尼辦公室主任約瑟夫·阿施巴赫說:“現在,科學家們更多地融入了使用者群體,而不是像過去那樣被忽視,當時人們更多地關注運營方面。”“我預計科學家將成為第一大使用者群體。”
哨兵-1A是兩顆相同衛星中的第一顆;1B預計將在未來18個月內發射。兩者都包含一個雷達系統,該系統可以在黑暗中和雲層中看到,這與許多衛星上的光學儀器不同。這將使他們能夠連續成像熱帶森林等多雲地區。它們將協同工作,縮短同一地球點飛越之間的時間(稱為重訪時間),並能夠進行快速連續成像以測量地震造成的地面變形等。
哨兵 2 至 5 號將有不同的目標。它們之間將使用光學感測器、輻射計和光譜儀來測量從海溫到空氣汙染的一切。此外,一顆哨兵-5 前驅衛星將於 2016 年發射,以儘量減少 2012 年歐洲環境衛星丟失後大氣資料收集的短缺。第六顆哨兵衛星,一種用於測量海面高度的雷達高度計,也在討論中。
圖片:由《自然》雜誌提供
科羅拉多州博爾德大氣研究大學公司名譽主席理查德·安特斯說,對地球系統主要組成部分的這些多樣化測量將使哨兵衛星非常有價值。“需要一套平衡的地球觀測結果來觀察和理解地球作為一個相互聯絡的系統,”他說。
例如,克萊博指出,哨兵-4 將是首批從地球靜止軌道監測大氣汙染物的衛星之一,也是第一顆在單個區域(在本例中為歐洲大部分地區和北非)提供每小時測量的衛星。
哨兵-2,一對高解析度成像裝置,也引起了人們的興奮。這些衛星的規格優於美國的旗艦地球觀測衛星陸地衛星-8,空間解析度高達10米,比陸地衛星-8精細三倍,並且在中緯度地區的重訪時間僅為2-3天。這為研究每隔幾天更新的領域(如作物變化)開闢了道路。
加利福尼亞州斯坦福市卡內基科學研究所的地球科學家格雷戈裡·阿斯納說:“哨兵-2 應該真正改變地球觀測的面貌。“這是一顆可能徹底改變土地覆蓋和土地利用變化監測和分析的衛星。”
哨兵-2 和陸地衛星-8 的科學家一直在共同努力,使他們的資料相容並開發聯合檔案。加拿大維多利亞森林服務局的科學家、陸地衛星科學團隊成員邁克·伍德說,這是虛擬衛星星座概念的測試。“如果衛星資料產品不侷限於單個感測器,而是結合跨航天機構和感測器型別的互補平臺,則可以顯著改進衛星資料產品。”
馬萊諾夫斯基說,相容性將是哨兵衛星艦隊中的關鍵因素。他說,如果可以組合來自各種飛行器的資料以建立虛擬和實際的星座,那麼艦隊的科學價值將最大化。