一個美國環保組織已獲得數千萬美元的資助，用於開發一顆新的衛星，以幫助追蹤——並最終減少——全球石油和天然氣設施排放的溫室氣體甲烷。
如果環境保護基金會（EDF）成功發射其探測器，它可能成為第一個將自己的衛星送入太空的環保組織。該組織的努力正透過“大膽專案”獲得資助，“大膽專案”是由非營利組織TED和慈善組織（如比爾及梅琳達·蓋茨基金會）共同發起的一項活動。
總部位於紐約市的環保基金會（EDF）計劃最早在2020年發射這顆衛星。該環保組織及其在哈佛大學以及馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理中心的科學合作伙伴表示，他們計劃的“甲烷衛星”（MethaneSAT）將從太空對甲烷進行迄今為止最精確的測量。他們的目標是監測約50個主要油氣田的排放，這些油氣田約佔世界油氣產量的80%。但這顆衛星也可用於估算來自垃圾填埋場和農業的排放。
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“我們需要可靠的紮實資料，以便我們真正能夠支援應對氣候變化的全球行動，而且我們必須迅速行動，”環保基金會（EDF）首席科學家史蒂文·漢堡說。
甲烷衛星（MethaneSAT）是環保基金會（EDF）針對美國油氣設施溫室氣體排放研究的衍生專案。2012年，該組織率先與工業界和學術界的科學家合作，以更好地量化甲烷排放並識別洩漏的基礎設施，從井口一直到城市分配系統。這項工作仍在進行中，但表明 油氣設施的甲烷排放量超過了美國政府的估計1。去年，環保基金會（EDF）幫助發起了與行業合作伙伴、政府和學術界的另一項合作，以在國際上推進這項研究。
甲烷地圖
根據國際能源署在巴黎的資料，全球石油和天然氣行業每年排放約7600萬噸甲烷。這足以供應估計2.85億美國家庭的電力。漢堡表示，透過更詳細的、針對各個油田的資訊，環保基金會（EDF）可以與公司合作，識別並堵塞洩漏點。與此同時，政府將有更多資訊來驗證排放情況並測試政策。
目前可獲得的最詳細的大氣甲烷濃度測量資料來自歐洲航天局Sentinel-5P航天器上的一個感測器，該航天器於2017年10月發射（參考文獻 2）。對流層監測儀（Tropospheric Monitoring Instrument）提供全球覆蓋，解析度接近50平方公里，但這些測量資料無法捕捉到油氣田分散的排放源。
商業公司已經開發出高解析度感測器，可以安裝在 10釐米見方的立方體衛星（CubeSats） 上，以測量單個油井或其他設施的排放量。然而，這些資料是專有的，並且測量結果無法擴充套件到整個油氣田的水平。
環保基金會（EDF）團隊正在設計甲烷衛星（MethaneSAT），以提供更精確的測量，解析度為1平方公里，每週至少進行一次全球覆蓋。哈佛大學大氣科學家史蒂夫·沃夫西（Steve Wofsy）表示，這些資訊可以輸入到大氣模型中，以計算更大區域的累積排放量。沃夫西正在參與該專案。“在此過程中，如果單個設施排放量足夠大，我們將能夠區分出來，”他說。
前方的挑戰
美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室（位於加利福尼亞州帕薩迪納市）的系統工程師萊利·杜倫（Riley Duren）表示，環保基金會（EDF）團隊的目標是雄心勃勃的——如果甲烷衛星（MethaneSAT）成功，將有助於填補甲烷監測方面的一個重要空白。但他補充說，要完成全球圖景，還需要多種型別的觀測，包括來自地球儀器的觀測。
其他人擔心發射擬議衛星的實際障礙。“環保基金會（EDF）擁有一支非常優秀的團隊，我毫不懷疑他們能夠做到，”曾任噴氣推進實驗室負責人的查爾斯·埃拉奇（Charles Elachi）說。“挑戰在於它將花費多少錢。”
環保基金會（EDF）拒絕提供其衛星的精確成本估算，因為設計仍在變化中，但表示可能在數千萬美元的範圍內。該組織正在尋求慈善家的額外支援，以便在衛星進入軌道後執行。所有資料將免費提供。
漢堡表示，該專案為資助有針對性的太空任務提供了一個新模式。“我們將成為第一個，但我認為我們會看到其他人也採用這種方法，”他說。
本文經許可轉載，並於 2018年4月11日首次發表。