欧洲已经发射了第一颗卫星,这被誉为有史以来最雄心勃勃的地球观测计划之一。4月3日,一枚联盟号火箭将哨兵-1A探测器送入轨道,这是计划在本十年末发射的六个哨兵卫星系列中的第一颗。这些卫星将共同对地球的陆地、水域和大气进行前所未有的长期监测。
哨兵卫星将成为耗资84亿欧元(115亿美元)的哥白尼计划的核心,该计划由欧盟委员会管理。哥白尼计划还将从大约30颗其他卫星、海洋浮标、气象站和空气质量监测网络中获取数据。
澳大利亚卧龙岗大学利用遥感研究植被的兹比涅克·马莱诺夫斯基说:“哨兵卫星和哥白尼计划有可能成为世界上最全面的地球监测系统。”
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哥白尼计划由欧盟(EU)和欧洲航天局(ESA)设计,旨在帮助欧盟委员会和欧盟成员国制定环境政策并监测结果。其数据将用于为无数实际应用创建服务,包括冰图绘制、农业管理、气候变化预测和灾害响应。其想法是像天气监测一样,近乎实时地生成图像、地图和模型,但变量要多得多。
与之前大多数地球观测任务不同,哨兵卫星将在老化后定期更换。巴黎LATMOS大气和天体物理研究所的大气科学家凯西·克莱博说,这将有助于生成各种图像和测量的长期交叉校准数据集。“当你使用不同的仪器并且任务之间存在差距时,连接污染物、臭氧或温室气体等测量数据系列并不容易,”她说。
任何人都可以免费访问和使用这些数据。但研究人员将与公共机构一起享有正式用户身份,因此将拥有特权访问权,包括专门的帮助台和支持。欧洲航天局哥白尼办公室主任约瑟夫·阿施巴赫说:“现在,科学家们更多地融入了用户群体,而不是像过去那样被忽视,当时人们更多地关注运营方面。”“我预计科学家将成为第一大用户群体。”
哨兵-1A是两颗相同卫星中的第一颗;1B预计将在未来18个月内发射。两者都包含一个雷达系统,该系统可以在黑暗中和云层中看到,这与许多卫星上的光学仪器不同。这将使他们能够连续成像热带森林等多云地区。它们将协同工作,缩短同一地球点飞越之间的时间(称为重访时间),并能够进行快速连续成像以测量地震造成的地面变形等。
哨兵 2 至 5 号将有不同的目标。它们之间将使用光学传感器、辐射计和光谱仪来测量从海温到空气污染的一切。此外,一颗哨兵-5 前驱卫星将于 2016 年发射,以尽量减少 2012 年欧洲环境卫星丢失后大气数据收集的短缺。第六颗哨兵卫星,一种用于测量海面高度的雷达高度计,也在讨论中。
图片:由《自然》杂志提供
科罗拉多州博尔德大气研究大学公司名誉主席理查德·安特斯说,对地球系统主要组成部分的这些多样化测量将使哨兵卫星非常有价值。“需要一套平衡的地球观测结果来观察和理解地球作为一个相互联系的系统,”他说。
例如,克莱博指出,哨兵-4 将是首批从地球静止轨道监测大气污染物的卫星之一,也是第一颗在单个区域(在本例中为欧洲大部分地区和北非)提供每小时测量的卫星。
哨兵-2,一对高分辨率成像设备,也引起了人们的兴奋。这些卫星的规格优于美国的旗舰地球观测卫星陆地卫星-8,空间分辨率高达10米,比陆地卫星-8精细三倍,并且在中纬度地区的重访时间仅为2-3天。这为研究每隔几天更新的领域(如作物变化)开辟了道路。
加利福尼亚州斯坦福市卡内基科学研究所的地球科学家格雷戈里·阿斯纳说:“哨兵-2 应该真正改变地球观测的面貌。“这是一颗可能彻底改变土地覆盖和土地利用变化监测和分析的卫星。”
哨兵-2 和陆地卫星-8 的科学家一直在共同努力,使他们的数据兼容并开发联合档案。加拿大维多利亚森林服务局的科学家、陆地卫星科学团队成员迈克·伍德说,这是虚拟卫星星座概念的测试。“如果卫星数据产品不局限于单个传感器,而是结合跨航天机构和传感器类型的互补平台,则可以显著改进卫星数据产品。”
马莱诺夫斯基说,兼容性将是哨兵卫星舰队中的关键因素。他说,如果可以组合来自各种飞行器的数据以创建虚拟和实际的星座,那么舰队的科学价值将最大化。