一项有争议的推动美国政府扩大使用商业地球观测卫星的行动即将进入快车道。
下月初，英国格拉斯哥的航空航天初创公司Spire Global将搭载印度政府的火箭向太空发射一颗迷你卫星。这颗“立方卫星”将加入其他16颗卫星的行列，这些卫星正在向地球发回一种新型的大气数据——一些科学家担心，这些努力正在将资金从推进天气预报科学的工作中抽走。Spire公司将于4月30日开始向美国政府提供观测数据。
这些探测器追踪来自全球定位系统（GPS）卫星穿过大气层时的无线电信号延迟——这种技术被称为无线电掩星。研究人员可以利用这些数据创建精确的大气温度剖面，以输入天气预报模型——最终，甚至可能输入气候模型。
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Spire公司及其竞争对手——加利福尼亚州帕萨迪纳市的GeoOptics公司，正在参与美国国家海洋和大气管理局（NOAA）于9月宣布的一项试点项目。NOAA正面临美国国会的压力，需要确定是否可以通过使用商业气象数据来削减成本。但科学家们担心，这些努力正在阻碍无线电掩星技术的发展。多年来，他们一直寻求联邦 funding 来支持一个推进该技术的项目，但Spire及其竞争对手表示，他们可以用一小部分价格提供高质量的数据。
“我们将以更少的资金提供更多的观测数据，这就是天气预报变得更好的方式，”曾任NOAA气象学家的Alexander MacDonald说道，他现在领导Spire公司的建模项目。
科罗拉多州博尔德市的大气研究大学联盟（UCAR）的科学家们准备在9月份开始他们自己的无线电掩星任务，届时加利福尼亚州霍桑市的SpaceX公司将发射六颗小型卫星进入热带地区的轨道。这是由美国和台湾政府资助的“气象、电离层和气候星座观测系统-2”（COSMIC-2）的第一阶段。
这项耗资4.2亿美元的项目旨在提供与商业部门承诺的相同的测量数据，尽管精度要高得多。但其第二阶段——发射极地轨道卫星以确保全球数据覆盖——尚未获得 funding。
“我支持让更多的私营公司提供卫星信息，”在UCAR指导COSMIC-2项目的Bill Kuo说。“但到目前为止，我们还没有看到私营部门能够提供质量和精度相同水平的数据。”
自1995年以来，无线电掩星技术一直被用于研究天气，当时UCAR和NASA喷气推进实验室（JPL）在帕萨迪纳的科学家们启动了一项概念验证任务。第一批COSMIC卫星于2006年发射升空。其中两颗以及少数其他卫星仍在向NOAA和其他气象机构的预报系统提供数据。
Kuo表示，COSMIC-2灵敏度的提高将允许更高质量的测量，这些测量将穿透富含水分的低层大气，直至地球表面。他说，目标是确定这些高级数据将在多大程度上改善预报，但如果没有第二组卫星，高纬度地区将存在覆盖缺口。
世界各地的天气预报员每天向他们的模型输入约4000万个环境测量数据。英国雷丁市欧洲中期天气预报中心的高级科学家Sean Healy说，只有2100个来自无线电掩星，但这些数据对整体精度的影响却非常大。他说，理想情况下，COSMIC-2将提供全球覆盖，但预报员将尽其所能——包括商业数据。
GeoOptics预计将在今年晚些时候发射其第一颗卫星。另一家公司，博尔德的PlanetiQ公司，将于明年发射其前两艘航天器。由于微电子和太空发射的价格下降，这些公司认为，无线电掩星——以及潜在的其他类型的地球观测——的未来掌握在商业部门手中。
“我们现在可以用1500万美元建立一个由12颗卫星组成的星座，”JPL前工程师兼Geo-Optics创始人Thomas Yunck说。Yunck表示，如果世界各地的各个预报中心分摊运营成本，数据几乎可以免费获得。
然而，一个迫在眉睫的问题是，谁将为这些数据付费。NOAA免费提供其气象卫星的数据，该机构官员表示，世界气象组织的一项决议将要求他们对收到的商业数据也这样做。到目前为止，该机构已分别向Spire和GeoOptics提供价值37万美元和69.5万美元的合同，用于交付初始数据。
这些公司表示，如果NOAA购买他们的数据并免费提供，它将必须支付足够的费用来 covering 这些公司的成本并确保利润。或者，这些公司可以将数据独立地推销给全球的预报中心。他们说，无论哪种方式，所有研究人员都可以免费访问这些数据。
“我不认为这是不可逾越的，”MacDonald说。“政府和私营部门有必要找到一种方法来为此付费。”
本文经许可转载，首次发表于2017年2月1日。