一个美国环保组织已获得数千万美元的资助，用于开发一颗新的卫星，以帮助追踪——并最终减少——全球石油和天然气设施排放的温室气体甲烷。
如果环境保护基金会（EDF）成功发射其探测器，它可能成为第一个将自己的卫星送入太空的环保组织。该组织的努力正通过“大胆项目”获得资助，“大胆项目”是由非营利组织TED和慈善组织（如比尔及梅琳达·盖茨基金会）共同发起的一项活动。
总部位于纽约市的环保基金会（EDF）计划最早在2020年发射这颗卫星。该环保组织及其在哈佛大学以及马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的科学合作伙伴表示，他们计划的“甲烷卫星”（MethaneSAT）将从太空对甲烷进行迄今为止最精确的测量。他们的目标是监测约50个主要油气田的排放，这些油气田约占世界油气产量的80%。但这颗卫星也可用于估算来自垃圾填埋场和农业的排放。
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“我们需要可靠的扎实数据，以便我们真正能够支持应对气候变化的全球行动，而且我们必须迅速行动，”环保基金会（EDF）首席科学家史蒂文·汉堡说。
甲烷卫星（MethaneSAT）是环保基金会（EDF）针对美国油气设施温室气体排放研究的衍生项目。2012年，该组织率先与工业界和学术界的科学家合作，以更好地量化甲烷排放并识别泄漏的基础设施，从井口一直到城市分配系统。这项工作仍在进行中，但表明 油气设施的甲烷排放量超过了美国政府的估计1。去年，环保基金会（EDF）帮助发起了与行业合作伙伴、政府和学术界的另一项合作，以在国际上推进这项研究。
甲烷地图
根据国际能源署在巴黎的数据，全球石油和天然气行业每年排放约7600万吨甲烷。这足以供应估计2.85亿美国家庭的电力。汉堡表示，通过更详细的、针对各个油田的信息，环保基金会（EDF）可以与公司合作，识别并堵塞泄漏点。与此同时，政府将有更多信息来验证排放情况并测试政策。
目前可获得的最详细的大气甲烷浓度测量数据来自欧洲航天局Sentinel-5P航天器上的一个传感器，该航天器于2017年10月发射（参考文献 2）。对流层监测仪（Tropospheric Monitoring Instrument）提供全球覆盖，分辨率接近50平方公里，但这些测量数据无法捕捉到油气田分散的排放源。
商业公司已经开发出高分辨率传感器，可以安装在 10厘米见方的立方体卫星（CubeSats） 上，以测量单个油井或其他设施的排放量。然而，这些数据是专有的，并且测量结果无法扩展到整个油气田的水平。
环保基金会（EDF）团队正在设计甲烷卫星（MethaneSAT），以提供更精确的测量，分辨率为1平方公里，每周至少进行一次全球覆盖。哈佛大学大气科学家史蒂夫·沃夫西（Steve Wofsy）表示，这些信息可以输入到大气模型中，以计算更大区域的累积排放量。沃夫西正在参与该项目。“在此过程中，如果单个设施排放量足够大，我们将能够区分出来，”他说。
前方的挑战
美国宇航局（NASA）喷气推进实验室（位于加利福尼亚州帕萨迪纳市）的系统工程师莱利·杜伦（Riley Duren）表示，环保基金会（EDF）团队的目标是雄心勃勃的——如果甲烷卫星（MethaneSAT）成功，将有助于填补甲烷监测方面的一个重要空白。但他补充说，要完成全球图景，还需要多种类型的观测，包括来自地球仪器的观测。
其他人担心发射拟议卫星的实际障碍。“环保基金会（EDF）拥有一支非常优秀的团队，我毫不怀疑他们能够做到，”曾任喷气推进实验室负责人的查尔斯·埃拉奇（Charles Elachi）说。“挑战在于它将花费多少钱。”
环保基金会（EDF）拒绝提供其卫星的精确成本估算，因为设计仍在变化中，但表示可能在数千万美元的范围内。该组织正在寻求慈善家的额外支持，以便在卫星进入轨道后运行。所有数据将免费提供。
汉堡表示，该项目为资助有针对性的太空任务提供了一个新模式。“我们将成为第一个，但我认为我们会看到其他人也采用这种方法，”他说。
本文经许可转载，并于 2018年4月11日首次发表。