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Highlighting JAPAN

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科学・技术

宇宙的“水滴”

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  地球被称作“水的行星”。在地球上生存的所有生物,都是由于循环于海洋、陆地、大气中水的运动,其生命才得以延续。为了观测地球的水循环,日本于今年5月发射了人造卫星“水滴”号。请看佐佐木节发来的报道。




图为7月3日上午9点左右开始至7月4号上午9点左右(日本时间)约一天时间里,“水滴”号搭载的AMSR2(高性能微波辐射仪)所观测到的地球整体的画像。在该画面上,金银色的部分表示强降水区域以及海冰区域,由淡蓝色向深蓝色变化的部分分别表示大气中水蒸气以及云层等的增加。黑色部分是1天时间无法完成观测的地域。(JAXA 提供)
  “大雨和干旱在不同地域内同时发生,有时还会有猛烈的龙卷风发生,想必很多人都感受到了地球环境跟以前相比发生了明显的变化。为了长时间、可持续地观测整个地球范围内的这种变化,这是“水滴”号”的使命。

  讲述这番话的是在日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)担任“水滴”号的项目负责人中川敬三。

  今年5月,在种子岛宇宙中心发射升空的“水滴”号是执行地球环境变动观测任务(GCOM)的人造卫星之一,是用微波进行观测GCOM-W系列的1号机。其最大的特征是搭载了直径长达2M的高性能微波辐射仪天线。这个感应器除了可以在上空约700公里的宇宙空间捕捉到地球表面水分子放射出来的微弱微波,测定海面水温的误差精度可以达到0.5℃以内,还可以观测到大气中的水蒸气量、降水量、积雪量、海洋中冰的分布以及蕴含在土壤里的水分等。

  “水滴”号的微波感应器组件包含天线在内约为200公斤。在1.5秒内可以转一周,而每一次周转可以扫描约1450公里跨幅的地球表面。“水滴”号慢慢地在轨道上移动,约在100分钟时间里可以环绕地球一周,差不多在两天时间里可以观测完成几乎整个地球表面的一切情况。

  中川补充说:“当然,在地上有无数的气象观测点,而这些终究只不过是“点”。 而“水滴”号可将这些作为“面”的角度来持续不断地进行观测,特别是由于海上的观测设施较少,可以说这就是“水滴”号最大的优点吧。并且,气候一旦有变化,水循环就会敏感地作出反应。所以,使用观测收集的数据也可以正确地模拟演示未来的气候变动。”


宇宙空间的“水滴”(想像图)(JAXA 提供)
  “水滴”号发射升空之后,它顺利地围绕地球周转,并且进行了观测系统的测试。那之后约一个半月时间,“水滴”号修正了运行轨道,加入了NASA主导的A-Train地球观测卫星队列。这是一个在短短几分时间间隔内飞行在近似周转轨道里的人造卫星集团,通常在13点30分前后通过赤道上空,所以就有了“A-Train(A由来于Afternoon)”的爱称。现在,构成A-Train的是包含“水滴”号在内的5颗人造卫星。迄今为止,要想搭载无数传感器,大多数需要发射大型人造卫生才能做到。然而,这一国际性的项目正是通过许多个观测卫星来分担这个任务的。

  中川向我们坦言:“A-Train的意义在于,几乎在相同的时刻内在同一个区域里可以使用种类完全不同的传感器来进行观测这一点。再具体一点也就是说,之前只能通过一张平面照片来观测地表的样子,而如今却可以通过共享其收集起来的数据,能像立体图像一般详细地进行观测。”

  在今后5年时间里将持续运用“水滴”号。之后预计将由2号机、3号机来接班。像这样,持续十多年不间断地收集起来的观测数据,可以充分地捕捉到地面上那些无法发现的细微气候变动征兆。此外,JAXA分析、处理得到的“水滴”号观测结果,并不是只向研究机关或应用单位公开,这些观测结果还将通过因特网实时地向公众公开。如果能发挥这些数据的作用,世界各地天气预报的精准度将能得到大幅度地提升。此外,在农业以及渔业、运输业、旅游业等这些与人的生活密切相关的产业领域里也可以发挥很大的作用。这也是人们所期待的。


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