水的故事将在12月15日星期四发射的一个新的卫星任务面前上演。
地表水和海洋地形图(SWOT)卫星旨在以前所未有的细节绘制地球上的水,以帮助管理气候变化,并公开分享数据,以协助社区管理这一宝贵的资源。它由SpaceX猎鹰9号火箭发射。
"让我告诉你,SWOT是一个游戏规则的改变者。"美国宇航局地球科学部门的项目主管Tahani Amer在11月14日的美国宇航局科学简报直播中说,"SWOT将与其他卫星紧密合作,提供关于水的宝贵背景,而其他任务则侧重于大气或冰盖等领域。"
美国宇航局和法国航天局(CNES)正在联合领导这项多机构的工作。美国宇航局首席科学家和高级气候顾问凯瑟琳-卡尔文在周二(12月13日)美国宇航局的直播简报中说,一个关键的应用将是更好地了解二氧化碳,一种温室气体,以及它在气候变化中的作用。
"其中一些碳进入海洋,一些进入陆地被树木吸收,其他[碳]留在大气中。"卡尔文解释说,"随着地球变暖,海洋正在吸收大量的热量。因此,更好地了解海洋的混合过程将帮助我们了解我们能吸收多少热量和碳。这对于理解未来的气候变化,以及人类的活动如何影响未来的气候变化真的很重要。"
使SWOT与之前的水务任务不同的是三点:它的全球范围(这将特别有助于评估淡水资源和海洋海岸线),它能够以不到100公里的分辨率探测小规模但关键的海洋驱动因素,以及将从该任务中产生的应用和数据。
SWOT上有一个新的测量系统,名为KaRIn,它是Ka波段雷达干涉仪的缩写。美国宇航局官员说,Ka波段是光的微波频谱的一部分,能够以高分辨率收集数据,这要归功于相距大约10米的双天线--大约是一个网球场的一半长度。
KaRIn从其中一个天线发出雷达脉冲,反射到地球表面,然后两个天线一起工作来接收信号。只要满足一些关键的参数,天线的联合工作使科学家能够绘制地表水的二维地图。
在任何时候,科学家都需要确切地知道卫星在地球上空飞行的高度(大约是500英里或890公里)。精确的定位是通过DORIS,即卫星集成的多普勒轨道摄影和无线电定位仪器提供的。DORIS将通过收集来自地面上多达60个无线电信标的信号来完成其工作。
卫星上还有一个X波段无线电通信系统,用于将数据传回给科学家,一个辐射计,用于校正从移动的水中接收信号的延迟,一个传统的高度计,以及一个热管理系统,用于在太空的极热和极冷中保持卫星稳定。
从刚果盆地到加拿大北部原住民居住的地方,SWOT旨在通过开放数据提供以社区为中心的气候变化解决方案。
美国宇航局喷气推进实验室海平面和冰组的研究科学家本杰明-哈姆林顿在12月13日的简报中说:"SWOT将为所有这些社区、所有这些生活在这些不同地方的人提供真正相关的信息,并允许我们进行测量,最终改善他们的生活和生计。"
他说,气候变化在世界各地造成不同的影响,有些人看到的水太少,有些人看到的水太多。像康涅狄格河这样流经美国东北部几个州的大河,将看到它们的全部水位与任何变化同时测量。
哈姆林顿强调说,社区不会因为这些数据而孤立无援,因为水资源管理者、应急准备机构和土木工程师都有专业知识。
他补充说,"早期采用者 "包括印度和德国的社区,当任务在2023年完成其长达数月的调试阶段时,他们将帮助美国宇航局更好地调整数据收集。