今天是2022年3月1日,20 年前的2002年3月1日,欧洲空间局发射了一颗卫星 Envisat,用于从太空监测我们的星球。 这个携带 10 台仪器的研究任务将成为未来地球观测卫星发展的灯塔。 这项旗舰任务在轨道上运行了 10 年,比原计划的5年翻了一番,为科学界提供了关于地球健康和气候变化的大量数据——这是一个至今仍在使用的数据宝库。

项目介绍

EnviSat 的全名是 Environmental Satellite,中文欧洲环境卫星。它是一颗由欧洲空间局(ESA)开发的对地观测卫星,主要用于提供大气、海洋、陆地和冰川方面数据的测量。2002年3月1日,EnviSat-1卫星由阿里安-5火箭从圭亚那太空中心发射入轨。从升空之时起,Envisat-1携带的10种探测设备就开始收集诸如空气质量、北极海洋冰川范围、石油泄漏等环境因子数据。 欧洲环境卫星是欧洲航天局(ESA)发展的对地观测卫星,用于综合性环境观测,是“欧洲遥感卫星”(ERS)的后继型号,与“气象业务”(MetOp)卫星同属于“极轨地球观测任务”。EnviSat-1卫星也是美国“地球观测系统”(EOS)的组成之一。

Envisat 是世界上最大的民用地球观测卫星,于2012年的4月8日与地球失去联系,并在一个月后的5月9日正式宣布结束服务。这颗价值 29 亿美元的卫星最初设计用于拍摄 5 年的地球高分辨率照片,但在其成功执行任务期间成功维持了 10 年,超过了一倍的预定服役时间。

规格参数

Envisat 是一颗巨大的卫星。它长约 30 英尺(9 米),宽约 16 英尺(5 m)。该航天器重 17,600 磅(8,000 公斤),并有一个巨大的帆状太阳能电池板,宽 16 英尺(5 m),长 46 英尺(14 m)。

EnviSat-1卫星运行在高度800km的太阳同步轨道上,轨道倾角98.5°,降交点地方时为10:00,轨道周期100.16分钟,重复周期为35天。卫星质量8211kg(包括319kg肼),尺寸26m(翼展)×10m×5m,其设计寿命为5年。

性能参数

EnviSat-1卫星采用极轨平台(PPF),三轴姿态稳定控制方式,姿态敏感精度优于0.1°,姿态测量精度优于0.03°。电源分系统采用8组40A·h的镍镉电池,单边太阳翼功率为6.5kW。

卫星星上存储器容量 90Gbit,有效载荷记录数据记录速率为4.6Mbit/s,回放速率为50Mbit/s。测控链路采用S频段,S频段下行传输速率为4.096kbit/s,上行传输速率为2kbit/s;数据传输采用Ka频段和X频段,Ka 频段通过数据中继卫星进行传输,下行传输速率为50/100Mbit/s,直接下行传输通过X频段,传输速率为50/100Mbit/s。

EnviSat-1卫星主要携带了如下有效载荷:“先进合成孔径雷达”、“雷达高度计”、“微波辐射计”、“先进沿轨扫描辐射计”、“中分辨率成像光谱仪”等。

仪器设备

欧洲环境卫星 Envisat 搭载了大量先进的仪器设备,下图是分布图。

欧洲环境卫星 Envisat 携带的设备及仪器

欧洲环境卫星 Envisat 携带的设备及仪器

  • ASAR(Advanced Synthetic Aperture Radar,进阶合成孔径雷达)
  • MERIS(MEdium Resolution Imaging Spectrometer,中分辨率图像光谱仪)
  • AATSR(Advanced Along Track Scanning Radiometer,进阶沿迹扫描辐射仪)
  • RA-2(Radar Altimeter 2,雷达高度计)
  • MWR(Microwave Radiometer,微波辐射仪)
  • DORIS(Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellit,多普勒追踪系统接收仪)
  • GOMOS(Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars,全球臭氧掩星监测仪)
  • MIPAS(Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding,迈克生被动大气遥测干涉仪)
  • SCIAMACHY(SCanning Imaging Absorption SpectroMeter for Atmospheric CHartographY,大气制图光谱扫描影像仪)

成就意义

Envisat 任务自2001年启动以来,以极其详细地从太空研究地球。这颗卫星携带 10 个传感器来研究地球的海洋、陆地、冰盖和大气,并已成为对我们的家园星球进行约 2,500 项科学研究的重要资源。这颗卫星还绘制了北极海冰逐渐减少的地图,并追踪了夏季极地航线的定期开通情况。欧洲空间局 Envisat 的成果数据库访问地址:https://earth.esa.int/eogateway/missions/envisat

太空碎片

由于欧洲环境卫星尺寸巨大,且存在与空间碎片碰撞的风险,Envisat 可能会造成太空危险。 考虑到它的轨道和面积质量比,这颗卫星需要大约 150 年才能被逐渐拉入地球大气层。 Envisat 目前的轨道环境中,预计每年有两个已编入目录的空间碎片物体会在距其约 200 米(660 英尺)范围内经过,这可能会引发需要进行机动以避免可能的碰撞。

从地球同步轨道(GEO)外看到的太空碎片群

从地球同步轨道(GEO)外看到的太空碎片群

此外,Envisat 大小的卫星与小至 10 公斤的物体之间的碰撞可能会产生非常大的碎片云,从而引发碰撞和碎片的自我维持链式反应,并产生新的碎片,这种现象被称为凯斯勒综合症。

科学家目前有计划将 Envisat 从轨道上移除,该任务称为 e.Deorbit。 被派去击落 Envisat 的航天器本身需要有大约 1.6 吨的质量。


Credit:本文图片内容来自 ESA官方 网站 Envisat 专题站

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1 Comment

  1. 真的好大啊

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