美國國家航空航天局（NASA）與印度合作，發(fā)射首顆價(jià)值15億美元的衛(wèi)星

幾天后，一顆新衛(wèi)星將從欽奈附近的印度 Satish Dhawan 航天中心發(fā)射，該衛(wèi)星幾乎可以實(shí)時(shí)檢測到地球表面精確到厘米的變化，無論一天中的時(shí)間或天氣條件如何。

重近 3 噸，配備 12 米長的雷達(dá)天線，價(jià)值 15 億美元NISAR 衛(wèi)星將以前所未有的細(xì)節(jié)跟蹤我們腳下的地面以及流經(jīng)地面的水，為農(nóng)民、氣候科學(xué)家和自然災(zāi)害響應(yīng)團(tuán)隊(duì)提供有價(jià)值的信息。

只有在條件合適時(shí)

幾十年來，對地球進(jìn)行成像的衛(wèi)星一直是一種非常寶貴的科學(xué)工具。它們?yōu)樵S多應(yīng)用程序提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，例如天氣預(yù)報(bào)和應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃。他們還幫助科學(xué)家跟蹤地球生態(tài)系統(tǒng)和氣候的長期變化。

許多這些地球觀測衛(wèi)星需要反射的陽光來捕捉地球表面的圖像。這意味著它們只能在白天和沒有云層覆蓋時(shí)捕獲圖像。

因此，這些衛(wèi)星在云層非常普遍的地方（例如熱帶地區(qū)）或需要夜間影像時(shí)都會面臨挑戰(zhàn)。

NISAR 衛(wèi)星 – 美國國家航天機(jī)構(gòu) （美國國家航空航天局 （NASA） 和印度 （印度空間研究組織） – 通過使用合成孔徑雷達(dá) （SAR） 技術(shù)拍攝地球圖像來克服這些挑戰(zhàn)。這項(xiàng)技術(shù)也為這顆衛(wèi)星命名了。NISAR 代表 NASA-ISRO SAR。

那么什么是 SAR 技術(shù)呢？

SAR 技術(shù)是發(fā)明于 1951 年用于軍事用途。SAR 衛(wèi)星不是使用反射的陽光對地球表面進(jìn)行被動成像，而是通過主動向地球表面發(fā)射雷達(dá)信號并檢測反射信號來工作。將此視為使用閃光燈在暗室中拍照。

這意味著 SAR 衛(wèi)星可以在白天和黑夜拍攝地球表面的圖像。

由于雷達(dá)信號可以暢通無阻地穿過大多數(shù)云層和煙霧，因此 SAR 衛(wèi)星還可以對地球表面進(jìn)行成像，即使地球表面被云層、煙霧或灰燼覆蓋。這在洪水、叢林大火或火山爆發(fā)等自然災(zāi)害期間尤其有價(jià)值。

雷達(dá)信號還可以穿透某些結(jié)構(gòu)，例如茂密的植被。由于水會影響反射雷達(dá)信號的方式，因此它們可用于檢測水的存在。

歐洲航天局 （European Space Agency） 在其最近的生物質(zhì)任務(wù).這可以對森林的 3D 結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。它還可以對地球森林中儲存的生物量和碳量進(jìn)行高度準(zhǔn)確的測量。

新加坡遙感實(shí)驗(yàn)室地球觀測站主任 Sang-Ho Yun 是使用 SAR 進(jìn)行災(zāi)害管理的主要支持者。Yun 之前曾使用 SAR 數(shù)據(jù)來在數(shù)百種自然災(zāi)害中繪制受災(zāi)區(qū)域在過去的 15 年里，包括地震、洪水和臺風(fēng)。

NISAR 的 10 月 1 日啟動六月 18將在很大程度上建立在這項(xiàng)早期工作的基礎(chǔ)上。

監(jiān)測地球的眾多生態(tài)系統(tǒng)

這NISAR 衛(wèi)星已經(jīng)開發(fā)了十多年，是有史以來最昂貴的地球成像衛(wèi)星之一。

來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)將在全球范圍內(nèi)免費(fèi)和公開提供。它將每 12 天提供兩次全球幾乎所有陸地和冰面的高分辨率圖像。

這在范圍上類似于歐洲航天局的 Sentinel-1 SAR 衛(wèi)星.然而，NISAR 將是第一顆使用兩個(gè)互補(bǔ)雷達(dá)頻率而不是一個(gè)互補(bǔ)雷達(dá)頻率的 SAR 衛(wèi)星，并且與 Sentinel-1 衛(wèi)星相比，它能夠生成更高分辨率的圖像。與 Sentinel-1 相比，它還將對南極洲的覆蓋范圍更大，并將使用進(jìn)一步滲透到植被中的雷達(dá)頻率。

NISAR 衛(wèi)星將用于監(jiān)測森林生物量。它同時(shí)穿透植被和檢測水的能力也使其能夠準(zhǔn)確繪制被淹沒植被的地圖。

這對于更深入地了解地球濕地非常重要，地球濕地是重要的生態(tài)系統(tǒng)，具有高水平的生物多樣性和巨大的碳儲存能力.

該衛(wèi)星還將能夠檢測到地球表面高度幾厘米甚至幾毫米的變化，因?yàn)楦叨鹊淖兓瘯诜瓷涞睦走_(dá)信號中產(chǎn)生微小的變化。

NISAR 衛(wèi)星將使用這項(xiàng)技術(shù)來跟蹤大壩的沉降并繪制地下水位圖（因?yàn)榈叵滤畷绊懙厍虮砻娴母叨龋?。它還將使用相同的技術(shù)來繪制地震、山體滑坡和火山活動造成的土地移動和破壞圖。

這樣的地圖可以幫助災(zāi)難響應(yīng)團(tuán)隊(duì)更好地了解損失這已經(jīng)發(fā)生在災(zāi)區(qū)并計(jì)劃他們的應(yīng)對措施。

改善農(nóng)業(yè)

NISAR 衛(wèi)星還將用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用，具有在所有天氣條件下以高分辨率估計(jì)土壤水分含量的獨(dú)特能力。

這對于農(nóng)業(yè)應(yīng)用很有價(jià)值，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)可用于確定何時(shí)灌溉以確保植被健康，并有可能提高用水效率和作物產(chǎn)量。

NISAR 任務(wù)的其他主要應(yīng)用將包括跟蹤地球冰蓋和冰川的流動、監(jiān)測海岸侵蝕和跟蹤石油泄漏。

我們可以期待看到這項(xiàng)雄心勃勃的衛(wèi)星任務(wù)為科學(xué)和社會帶來許多好處。

史蒂夫·皮特里， 地球觀測研究員 ，斯威本科技大學(xué)

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