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  • NASA發射了ICESat-2衛星 用激光測量地球冰變化

    字體 2018-09-17 13:40:34
         來源: 網易科技  

    據連線雜志報道,近十年來,美國國家航空航天局(NASA)一直沒有衛星來觀測地球上海冰的融化情況。近日,NASA在加州范登堡空軍基地發射了價值10億美元的ICESat-2衛星,從而改變這一現狀。這顆衛星在進入距地球310英里(約499千米)的軌道后,會使用一種特別設計的激光裝置,為科學家們提供有關冰融化的確切位置和速度相關的數據。

    ICESat-2衛星將使用6個綠色激光束掃描地球表面,測量冰川和漂浮的海冰。研究人員說,通過對冰層厚度和質量的精確測量,NASA的科學家們將更準確地掌握氣候變化產生的影響。NASA華盛頓總部的冰凍圈項目科學家湯姆?瓦格納(TomWagner)說:“我們正試圖了解氣候變化的過程和驅動因素,來更好地預測海平面上升。”

    此外,當ICESat-2衛星繞著地球從一極轉到另一極時,還可以測量森林、叢林和其他地形的高度。這些數據將被用于估計地球溫帶地區有多少碳,以及隨著時間的推移有多少在流失。

    工程師們花費了數10年時間設計和建造ICESat-2衛星,總造價約10億美元,它將搭乘德爾塔-2型火箭升空。在設計中面臨的最棘手的問題是如何讓激光束作為一個整體協同工作,并確保它們適當對齊以獲得準確的信息。此外還需要通過GPS裝置和指向外太空的攝像頭來獲取衛星所在的位置。

    ICESat-2.衛星將會向地球每秒發射10000個激光脈沖,通過一個31英寸寬的鈹望遠鏡捕捉返回的光束,并將其發送到電子信號探測器,從而計算出到地球的距離。六個激光束形成了一條6公里寬的帶狀區域,測量區域內的一切(激光對人類、植物和冰無害)。

    ICESat-2衛星重達341磅(約155kg),是人們期待已久的原ICESat衛星的替代品,后者于2009年結束了其單激光任務。從那時起,在“冰橋行動”(OperationIceBridge)期間,為了填補ICESat-2發射前的數據缺口,研究人員一直在北極和南極地區飛行特別裝備的P-3B和DC-8飛機。ICESat-2衛星上配有ATLAS(高級地形激光測高儀系統),其發射的光子需要3.3毫秒就能到達地球并返回。根據美國國家航空航天局的說法,ATLAS的測量誤差可縮小到十億分之一秒。利用物理定律,科學家們就可以計算出衛星到地球表面的距離,準確度精確到4毫米。

    通過將這一距離與幾天或幾周前在同一地點測量的距離進行比較,就可以計算出冰的融化(或膨脹),以及植物是如何生長的。最重要的是,ICESat-2衛星將在一年內測量格陵蘭島和南極洲的海拔變化。

    美國國家航空航天局稱,研究人員知道北極地區的海冰面積正在減少,但對其體積的變化知之甚少。ICESat-2是第一顆能夠測量海冰厚度的衛星。衛星上的激光從冰面反射光束,然后與附近水域的激光反射進行比較,就能得到開放水域周圍冰的高度。

    美國國家航空航天局(NASA)的瓦格納(Wagner)說,改進的ATLAS是一個巨大的飛躍,它可以在地球上飛機無法到達的地區收集大量數據。他說,這種裝置在“我們不知道正在如何變化的地區,比如南極洲深處和一些沿海地區”尤其有用。

    NASA位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的冰川學家凱利?布倫特(KellyBrunt)表示,ICESat-2將幫助她更好地了解永久冰蓋和周圍浮動冰架的交匯處,也就是人們所說的“接地區域”(groundingzone)。她還說:“我們還希望看到一些我們從未想象過的新科學,因為人類很有創造力,會突破數據的限制。

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    編輯:任梓嘉

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