歐空局Aeolus衛星完成在地球大氣層中燃燒前的最後實驗
歐空局的Aeolus 衛星在非常成功地完成任務後,從320 公里的高空返回地球大氣層。由於地球引力的作用,衛星通常會緩慢下降,而歐空局卻首次實現了受控衛星重返大氣層。以下是萊布尼茲對流層研究所(TROPOS)參與的、在Aeolus 飛行任務結束前不久進行的科學實驗的簡要回顧: 弗勞恩霍夫FHR 的太空觀測雷達TIRA 所獲得的Aeolus 作為太空碎片的短暫階段的最終影像。(注意顏色代表的是雷達回波強度,而不是溫度)。Aeolus 是第一個獲得全球風輪廓的太空任務。圖片來源:ESA/ATG medialabAeolus衛星於2018年8月22日發射升空,在地球軌道上運行了近五年,同時提供了水平風速的垂直剖面圖以及雲和氣溶膠的反向散射資訊。從任務開始到結束,TROPOS為驗證風和氣溶膠/雲產品提供了世界各地的連續參考測量數據,為任務的巨大成功做出了巨大貢獻。在飛行任務結束後,TROPOS 也將參與Aeolus 數據、創新和科學集群(DISC)項目,以改進數據產品,提高飛行任務的科學影響力。TROPOS參與了2A級氣溶膠光學特性產品的開發,監測數據質量,並與歐洲合作夥伴的科學團隊一起支援外部驗證。Aeolus 垂直風測試結果分析。左圖:雲頂高度(透過GOES-R 靜止衛星)和Aeolus 的測量軌跡。右圖:Aeolus 在雲層上方天底測量時的訊號水平。黃線顯示的是來自GOES-R 的雲頂高度。資料來源:Sebastian Bley,TROPOS 在衛星歷史性地報廢之前,Aeolus 團隊成功地進行了一系列報廢實驗。科學家希望這些實驗結果有助於改善未來的太空光達任務。每次測試都與Aeolus DISC 合作評估了儀器的輻射性能以及對氣溶膠和風產品的影響。TROPOS 參與了一次試驗,將雷射從其標稱的35 度對角視角傾斜到天底視角(衛星正下方的地球表麵點),以測量深對流雲系統上空的垂直風。雖然在大的水平尺度上,垂直空氣運動平均可以忽略不計,但在強對流情況下(如熱帶風暴),這一假設並不成立。TROPOS 的Sebastian Bley 博士說:”雖然我們仍在分析此次測試中收集到的有希望的數據,但我們希望能夠量化垂直空氣運動對所使用假設的影響。”TROPOS 也參與了ATLID 測試,並對Aeolus 雷射ALADIN 進行了配置,以模仿將在EarthCARE 上飛行的ATLID 雷射雷達。這次測試的目的是為即將發射的EarthCARE 衛星做準備,該衛星將攜帶一個與Aeolus 上的雷射雷達非常相似的儀器。「從Aeolus 上學到的經驗教訓對我們準備EarthCARE 任務幫助很大。在一個平台上搭載四台測量氣溶膠、雲層和輻射的儀器,這比Aeolus 更具挑戰性,」TROPOS 的Ulla Wandinger 博士說。EarthCARE 任務的發射窗口目前定於2024 年4 月至6 月。在進行ATLID 測試時,Aeolus 飛越了萊比錫和佛得角群島的明德盧,這兩個站點都有由TROPOS 操作的地面雷射雷達儀器。TROPOS 的最後聲明 我們懷著複雜的心情關注著”Aeolus”重返大氣層事件。一方面,我們對這顆出色的衛星在地球大氣層中燒毀感到悲傷;另一方面,我們對能夠為這一激動人心的任務的成功做出貢獻感到高興和自豪。但我們也有理由展望美好的未來。在埃厄洛斯最後一次像隕星一樣照亮天空之後,我們的工作也將繼續。我們在TROPOS的同事將在Aeolus DISC計畫中繼續研究過去五年的Aeolus數據,特別是驗證經過再處理的氣溶膠產品,並為大氣科學界強調新的應用。此外,我們也積極參與即將於明年夏季啟動的EarthCARE 任務的籌備工作。在歐空局-CARDINAL計畫框架內,TROPOS在開發ATLID雷射雷達處理器和多光譜成像儀(MSI)雲層產品方面發揮了主導作用。此外,TROPOS 正在準備利用我們在全球的地面測量地點驗證EarthCARE 的測量結果。