2025-08-02
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据美国有线电视新闻网报道,一颗具有划时代意义的卫星成功发射,它能够追踪地球表面那些几乎难以察觉的细微变化,这一重大努力有望为应对自然灾害提供有力支持。
这颗航天器名为NASA - ISRO合成孔径雷达任务(NISAR)卫星,它装备了由美国国家航空航天局(NASA)和印度空间研究组织(ISRO)在两国首个联合卫星项目中共同设计的两种合成孔径雷达。
合成孔径雷达技术由美国宇航局率先应用于太空领域。其工作原理和传统雷达类似,都是利用微波来探测远方的表面和物体。不过,通过先进的数据处理技术,它能够以极高的分辨率呈现出细节。
美国东部时间周三上午8点10分,NISAR卫星搭乘ISRO地球同步卫星运载火箭(GSLV - F16),从印度东南海岸的萨蒂什·达万航天中心发射升空。此次发射在NASA +以及该机构的YouTube频道上进行了现场直播。
这颗卫星每天将环绕地球飞行14圈,大约每12天就能对地球几乎所有的冰面和陆地表面进行两次完整扫描。在此过程中,它能够精确探测到地球表面几分之一英寸的变化。
NISAR卫星的双雷达系统将收集大量信息,助力人们更好地了解山体滑坡和地震等地质灾害,同时改进对冰盖、冰川、永久冻土、森林、湿地和农田的监测工作。这些数据在从卫星收集并下载后将向公众开放,还可用于飓风、火山喷发、洪水和野火等灾害的预防和应对。
美国宇航局科学任务局副局长尼基·福克斯表示,这项任务于2014年首次提出,它将使科学家能够以前所未有的方式监测地球,彻底改变人类研究地球的方法,并提升在自然灾害发生前的预测能力。
“尽管我们平时可能不太容易察觉,但地球的大部分陆地表面其实一直处于运动状态,”福克斯说,“然而,这些变化极其细微,目前几乎难以被察觉。在应对全球各地自然灾害带来的挑战时,我们需要在灾前、灾中和灾后都做好更充分的准备。”
聚焦地球监测。NISAR卫星的长度和一辆皮卡车差不多。由于其配备了双雷达系统——波长为25厘米的L波段系统和波长为10厘米的S波段系统,预计能够捕获极为广泛的信息。其中,L波段由位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室(JPL)提供,S波段则由ISRO提供。
“NISAR是NASA和ISRO之间平等合作的50/50伙伴关系,”NASA JPL的NISAR副项目经理温迪·埃德尔斯坦在7月21日的新闻发布会上说,“这两个雷达协同工作,能够实现各自单独无法达成的科学目标。”
每个系统的信号都根据地球上不同大小的特征进行了校准。S波段的较短波长可以测量小物体,比如树叶和表面粗糙度,从而对农作物进行监测;而L波段的长波长可以穿透茂密的树冠,观察森林结构,甚至发现巨石和树干。雷达系统还能够对运动、土地变形和水分含量进行特定测量。
通过向地球表面发射微波信号,并在大型雷达天线反射器上接收反射回来的信号,NISAR卫星能够在白天和夜晚穿透云层和雨水进行观测。卫星的持续监测可以在火山喷发前发现潜在的陆地运动,或者帮助科学家了解地球表面的运动如何对堤坝或水坝等基础设施造成破坏。据美国宇航局称,它甚至能够为地震可能发生的地点提供线索。
协作驱动的使命。这颗卫星是NASA和ISRO对话的成果。为了回应美国国家科学院2007年的十年调查(该调查确定了研究重点并建议优先开展地球观测工作),双方开启了这一对线日,这两个机构签署了一项协议,决定在NISAR任务中展开合作。
除了提供S波段雷达外,ISRO还负责校准仪器、处理数据以及开发算法,以实现任务的科学目标。该机构还提供了卫星的主体、运载火箭和发射服务。与此同时,美国宇航局贡献了雷达反射器天线、可展开吊杆、用于接收数据的通信子系统以及航天器的其他部件。
“我们两个国家,肩负着同一个使命,”美国宇航局地球科学主任凯伦·圣日耳曼在最近的一次新闻发布会上说,“NISAR联合了美国和印度,共同研究我们的地球家园。我们两个机构之间的协作、合作和信息共享,是我们非常期待能够继续发展的基础。”
此前,一些NASA仪器曾搭载在印度首次深空任务“月船一号”上飞行。该任务于2008年发射,在绕月运行近两年后结束。
NASA和ISRO团队的成员跨越13个时区、相距超过14500公里共同开展NISAR项目合作。为了构建和测试系统,他们需要进行长途旅行,还要参加许多深夜和清晨的视频通话。这些硬件在两个不同的大陆进行组装,最后在印度完成卫星的集成工作。
在过去十年中,埃德尔斯坦前往印度超过25次,并在过去两年中与ISRO的团队成员一起工作了150多天。从喷气推进实验室出发,她花了36个小时才辗转到达正在测试系统的印度班加罗尔。不过,她表示这段旅程让她能够深入了解ISRO的同事,并沉浸在印度文化中,这对她个人来说是一个非常大的亮点。
圣日耳曼对此表示认同:“在全球大流行期间,在世界两端建造一颗卫星确实困难重重,但这却加强了我们与ISRO的关系,”她说。
印度新闻信息局分享的新闻稿称,印度科学技术部长吉滕德拉·辛格博士表示,此次合作符合印度总理纳伦德拉·莫迪的愿景,即成为“Vishwa Bandhu”,也就是为人类集体利益做出贡献的全球合作伙伴。
“这次任务不仅仅是一次卫星发射,它象征着两个致力于科学和全球福利的民主国家携手合作所能取得的成就。NISAR不仅将为印度和美国服务,还将为世界各国提供关键数据,特别是在灾害管理、农业和气候监测等领域,”辛格说,“NISAR不仅仅是一颗卫星,它是印度与世界的一次科学握手。”