书城科普读物地球年龄知多少
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第46章 A-Train卫星编队首尾卫星相隔时间

每天下午1点多钟,在我们头顶上方700多千米高的地球近距离轨道,都会有“一串”卫星准时列队飞驶而过,用它们的“眼睛”不停地扫描着地面的一切,巡视着地球的一举一动。

之所以说它们是“一串”卫星,是因为它们一共有5颗,都采用了同一轨道倾角和同一轨道周期,飞行高度和速度都完全一样,按前后顺序排成一个整齐的队列,彼此间隔一般几分钟,有的只隔15秒,第一颗和最后一颗卫星只相隔23分钟的时间,次序井然,有条不紊。为了统一前进的步伐,每隔15分钟,相互间还自动进行一次位置测定,以便保持队形整齐,就像一串由5节车厢组成的高速列车,沿着预定的路线,每天按照运行时刻表准时无误。科学家还给它们起了个好听的名字,叫做“A-Train卫星编队”。

这5颗卫星按前后顺序分别是美国专门研究地球大气系统中水循环的卫星“阿卡”、美国与加拿大合作研制的“云卫星”、美国与法国合作研制的“卡里普索”(全称“云—气溶胶激光雷达和红外开拓者观测”)卫星、法国的“太阳伞”(全称“通过激光雷达观测大气的反射率极化和各向异性”)卫星和美国专门研究大气化学成分的“奥拉”卫星。到2008年,还将有一颗名为“轨道二氧化碳观测台”的卫星加入编队中,准备让它排在队列的头一名。所有这些卫星都有一个共同的名字,叫做“对地观测卫星”,它们的任务是共同监测全球环境变化,揭示地球大气层的奥秘,帮助人类更好地了解全球气候变暖的机制。

为了全面认识人类赖以生存的地球,美国于1991年开始执行“行星地球使命”计划和“对地观测系统”计划,将地球作为一个复杂的整体系统来研究,通过系列遥感卫星对地球进行连续和综合观测,了解全球尺度范围内整个地球系统及其组成部分和它们之间的相互作用及作用机理,稳定地获取有关地球大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和人类圈的环境变化信息,认识它们之间复杂的能量交换和相互作用关系,研究确定全球环境和气候变化的程度、原因等,加深对自然过程如何影响人类和人类活动如何影响自然过程的理解,增强人类预报大气、气候变化和自然灾害监测的能力,预测未来10年到100年地球系统的变化及其对人类的影响。

“卫星编队飞行”的想法始于20世纪90年代,航天专家受计算机网络技术的启发,提出由若干颗执行不同任务的对地观测卫星编队飞行,用不同的观测仪器在同一时间内观测同一地面,将测量结果进行对比,可以取长补短,相互补充,协同工作,掌握全方位的环境变化信息;而且它们之间可以相互联系,共同承担信息处理、通信和有效载荷任务,构成一个大的“虚拟卫星”或卫星网络系统。