陸地衛星8號將拯救全球變化觀測

下週的發射正值全球最長地球觀測資料集的未來岌岌可危之際

當陸地衛星5號於1月6日停止執行時,全球科學家都為它的逝去哀悼,但同時也感謝它的堅韌。這顆衛星打破紀錄地運行了28年,拍攝了從融化的冰川到燃燒的雨林的地球變化影像,而它的繼任者卻步履蹣跚。陸地衛星6號在發射時失敗,而13歲的陸地衛星7號則部分失明,燃料有限。隨著陸地衛星5號的逝去,世界上執行時間最長,或許也是最具影響力的全球變化資料集的未來,就落在了陸地衛星8號身上,它計劃於下週從加利福尼亞州的范登堡空軍基地發射。

“陸地衛星8號是十多年來美國宇航局最重要的地球觀測任務,”位於加利福尼亞州斯坦福市卡內基科學研究所的生態學家格雷格·阿斯納說,他使用陸地衛星資料來追蹤熱帶森林的趨勢。在多年使用老化和受損的軌道衛星後,“我們的眼睛又回到了天空,”阿斯納說。“這些眼睛會非常出色。”

從1972年的首次發射開始,陸地衛星旨在提供全球土地覆蓋和土地利用變化的記錄。最早的衛星在幾個可見光和近紅外頻率下捕獲影像,解析度均為80米。陸地衛星4號和5號達到了30米的解析度,並且可以看到更遠的紅外線,以幫助研究土壤溼度和植被。陸地衛星7號增加了一個多光譜感測器,可以達到15米的解析度。透過仔細的校準,該專案已經建立了原始頻率下連續40年的觀測記錄,跨越了地球發生巨大變化的時期。


支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道,方式是 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。


最新的任務於2002年委託,其誕生過程一波三折。美國宇航局最初打算從一傢俬有衛星公司購買資料,然後制定了一個計劃,將陸地衛星感測器安裝在一組單獨的極地軌道衛星上。直到2005年,時任總統喬治·W·布什的政府才呼籲建造一艘獨立的航天器,正式名稱為“陸地衛星資料連續性任務”。

這艘價值8.55億美元的航天器,大小相當於一輛大型吉普車,將在約700公里的高度繞地球執行,攜帶比其前輩精度更高的感測器。它不是用一面鏡子掃描下方的地形並將訊號傳送到幾個感測器,而是使用每個波段約7000個感測器,捕獲地球185公里寬幅的瞬時檢視。結果是每個位置獲得更多資料和更好的影像質量。“這些資料對景觀和時間變化更加敏感,”美國宇航局戈達德太空飛行中心(位於馬里蘭州格林貝爾特)的專案科學家吉姆·艾恩斯說。“例如,也許我們將能夠更好地將玉米與高粱區分開來,或者將楓樹與橡樹區分開來。”

該航天器還將是陸地衛星系列中第一個在“超藍”波段收集資料的航天器,該波段對於研究海洋和大氣氣溶膠特別有用。另一個新的資料流將是短波紅外波段,該波段對捲雲敏感,捲雲是地球氣候中的重要因素。

陸地衛星在其生命週期中經歷了意識形態和組織的重大變化,特別是在20世紀80年代和90年代,當時國會將衛星和所有資料的控制權交給了私營公司。影像每張售價數千美元,限制了只有少數精英科學家才能進行分析。然而,政府在2001年重新獲得了控制權,從2008年開始,負責監督資料的美國地質調查局將該檔案作為免費的全球資源開放。訪問量激增。該機構曾經每年銷售大約15000張影像,而現在每年的下載量平均約為300萬張。

“它提供了資料民主,”位於維多利亞州的加拿大森林服務局的研究科學家、陸地衛星科學顧問團隊成員邁克·沃爾德說。“陸地衛星確實是一種全球資源。”

這些資料幫助引發了遙感專家之間的數字革命,他們開發了工具來利用大量的計算資源,並拼接出全球變化隨時間和空間變化的高解析度記錄。其他星載成像儀,例如美國宇航局“泰拉”和“阿誇”衛星上的中解析度成像光譜儀(MODIS),可以在一次飛行中拍攝更大區域的快照,但解析度要低得多。

有了陸地衛星,“我們可以獲得細節和巨大的地理覆蓋範圍,”阿斯納說。“僅此一項就使陸地衛星處於土地覆蓋和土地利用變化監測的最前沿。”

陸地衛星8號計劃在進入軌道後90天開始執行,儘管第一批影像可能會在三到四個星期內到達。這顆衛星的壽命可能不如它的前輩,美國宇航局的工程師已將其提名為吉尼斯世界紀錄的候選者,但艾恩斯認為,陸地衛星8號將留下自己的印記。“我認為說我們所有70億人都會從陸地衛星連續性任務中受益並非誇張。”

本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2013年2月6日首次發表

© .