《視而不見:衛星失效導致地球重要指標即將無法測量》

由於缺乏規劃和資金不足,美國宇航局的地球觀測系統軌道飛行器艦隊正處於倒計時

衛星不是為永久使用而建造的,因此,美國宇航局的冰、雲和陸地高程衛星(ICESat)上的第三個也是最後一個雷射器在10月11日停止工作並不令人意外,它超出了其設計的任務壽命三年半。自2003年發射以來,ICESat一直是持續監測南極和格陵蘭冰蓋對全球海平面上升的貢獻以及北冰洋海冰範圍變薄的關鍵工具——這兩者都比預計的發生得更快。

然而,ICESat的損失預示著美國宇航局日益衰弱的地球觀測系統(EOS)的未來,該系統正當其最需要為氣候變化的決策和政策提供資訊時逐漸消亡。

今天,目前正在地球上進行氣候觀測的15顆衛星中,有14顆的壽命遠超其設計壽命,只有海洋表面地形任務(OSTM)除外。

預計其中幾顆衛星將在未來兩年內“失靈”,這將剝奪科學家監測氣候變化和核實國際協議所需的關鍵資料,而此時全球關鍵參與者正在達成共識,認為這些協議對世界人民和經濟的未來健康至關重要。

十多年來,這些地球觀測衛星提供了一些全球範圍內的首次環境測量,包括極地冰質量的大規模變化。科學家們已經瞭解了海洋上升的速度和原因。他們還發現了颶風是如何形成、加強和減弱的。

地球觀測衛星的計劃替代品也不夠充分。“冰橋”專案(ICE Bridge)使用各種飛機攜帶儀器,這是一種權宜之計,直到五年後ICESat的繼任者發射為止,覆蓋範圍有限。因此,在ICESat 2進入軌道之前,對全球冰模式的連續測量將不會在2015年恢復。

美國宇航局戈達德太空飛行中心低溫科學部門負責人、高階科學家託斯滕·馬庫斯表示:“如果我們沒有連續的測量,我們基本上就會暫時閉上眼睛。”“我們必須繼續進行這些時間序列觀測,這一點至關重要。對於氣候變化,衛星是真正從全球範圍監測地球的唯一手段。根本沒有其他方法。”

衛星影像用於各種氣候研究,從識別導致西尼羅河病毒和霍亂等傳染病出現的條件,到建立預測颶風的模型,再到區分風、水和陽光等自然資源。

科羅拉多大學博爾德分校環境科學合作研究所地球科學和觀測中心主任、前美國宇航局科學家瓦利德·阿卜杜拉提解釋說:“我們理解正在發生的事情以及地球如何運作的能力受到了損害。”“在過去的五年裡,冰的變化方式是任何人都沒有預測到的。當你結合連續測量時,你會得到完整的故事。如果採用我們現在這種零碎的方法,你得到的資訊就會少得多。”

除了ICESat的故障和2009年2月軌道碳觀測站發射失敗之外,其他重要的EOS衛星也遇到了麻煩。QuikScat上的一個天線在11月停止工作。陸地衛星7號的掃描線校正器出現問題,導致資料出現缺口。

美國宇航局戈達德水圈和生物圈科學實驗室的高階科學家康普頓·塔克說:“一旦陸地衛星7號完全失效,我們將無法獲得陸地衛星觀測資料,直到2013年陸地衛星的繼任者計劃發射為止。”塔克使用遙感技術研究植被和土地利用。“如果你想了解排放量,你需要了解土地利用和土地覆蓋變化,尤其是在森林被砍伐並被草本植被取代的情況下。”

美國宇航局正在開發或研究未來年內發射的七顆地球觀測科學衛星


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儘管規模龐大,但一旦升空,這些衛星只能提供當今觀測能力的一半。目前的EOS軌道飛行器是美國宇航局地球科學十年調查的結果,該調查優先考慮其研究任務。但阿卜杜拉提表示,即將進行的飛行大多是單儀器,其功能不如當前系統。例如,分別於1999年和2002年發射的泰拉衛星和阿誇衛星在其平臺上攜帶了多種儀器,並且是美國宇航局發射過的最大的衛星,據馬庫斯說。

目前相當於地球觀測站的消亡的主要原因是缺乏資金和規劃。自2002年以來,美國宇航局的地球科學預算已被削減了25%。在明年,美國宇航局航天器上執行的感測器數量將比2006年的數字減少40%。阿卜杜拉提已敦促將地球科學預算每年增加5億美元。

塔克說:“布什政府所做的就是,他們說讓我們去火星,讓我們忘記地球。10億美元從地球科學預算中被轉移出來,用於去火星和重返月球。我的意思是,這太瘋狂了!”他還補充說,他支援太空探索,但希望不要以犧牲對地球進行衛星研究為代價。

塔克說,解決方案需要緊急規劃。他同意其他科學家的觀點,即美國必須開始與歐盟委員會和歐洲航天局以及印度、中國和日本的同行進行一系列會談,以找到開發國際氣候觀測系統的方法。

此外,塔克敦促應制造儀器的副本。“第二或第三個副本的增量成本是第一個成本的15%,”塔克說,並補充說,最初為陸地衛星5號製造的儀器之一已經在軌道上運行了25年,是三單元生產執行中的第三個。“這東西能持續這麼久並不奇怪。後續副本更容易製造,你可以進行簡單的改進,使其使用壽命更長。”

目前,世界上所有的錢都無法讓美國宇航局擺脫困境。需要提前規劃,以防止重蹈這種可怕的覆轍。

Lisa Palmer is the author of Hot, Hungry Planet: The Fight to Stop a Global Food Crisis in the Face of Climate Change. She is a journalist and a senior fellow at the National Socio-Environmental Synthesis Center in Annapolis, Maryland. Part of her reporting was supported by a grant from the Pulitzer Center for Crisis Reporting.

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