NASA 和印度太空研究組織的NISAR 衛星旨在透過頻繁的全球掃描徹底改變我們對地球表面運動的認識。透過探測陸地和冰層的微小運動，這顆衛星將加強對地震和火山爆發的預測，並以以前無法實現的方式監測基礎設施的穩定性，從而為災害管理節省大量時間和資源。

這幅藝術家的概念圖描繪了加州中部和北部上空的NISAR 衛星。 NISAR 是NASA 和ISRO（印度太空研究組織）的聯合任務，是NASA-ISRO 合成孔徑雷達的簡稱。 資料來源：NASA/JPL-Caltech

監測地球運動

地球表面一直在運動，儘管我們並不常注意到。 長期以來，科學家一直利用衛星和地面儀器來追蹤與地震、火山、山崩和其他地質事件有關的運動。 現在，美國國家航空暨太空總署（NASA）和印度太空研究組織（ISRO）開發的一顆新衛星旨在加深我們對這些變化的了解–甚至可以幫助我們更好地應對自然和人為災害，並從災害中恢復過來。

NISAR（NASA-ISRO合成孔徑雷達）任務將每12天兩次監測地球上幾乎所有陸地和冰雪覆蓋表面的移動。 這種數據收集頻率將使研究人員能夠更全面地了解地球表面隨時間的變化。位於南加州的美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL ）的NISAR 應用負責人Cathleen Jones 解釋說：”這種定期觀測使我們能夠觀察地球表面如何在幾乎整個地球上移動。”

NISAR 任務將幫助研究人員更了解地球表面隨著時間的推移而發生的變化，包括火山爆發前的變化，如圖中2009 年4 月阿拉斯加南部雷杜布特山的火山爆發。 資料來源：RG McGimsey/AVO/USGS

與其他衛星和儀器的補充測量數據一起，NISAR 的數據將為地球表面的水平和垂直運動提供更完整的圖像。 這些資訊對於更好地了解從地殼力學到世界上哪些地區容易發生地震和火山爆發等各種情況至關重要。 它甚至可以幫助確定堤壩是否受損，或者山體是否開始滑坡。

先進的雷達技術

這項任務計劃於2025 年初從印度發射，它將能夠探測到小到幾分之一英寸的地表運動。 除了監測地球表面的變化，這顆衛星還能追蹤冰原、冰川和海冰的運動，並繪製植被變化圖。

這些非凡細節的來源是一對運行於長波長的雷達儀器：一個由JPL 製造的L 波段系統和一個由ISRO 製造的S 波段系統。 NISAR 衛星是第一顆同時搭載這兩種儀器的衛星。 每種儀器都能日夜收集測量數據，並能穿透阻礙光學儀器視線的雲層。 L 波段儀器還能穿透茂密的植被測量地面運動。 這項功能在火山或斷層周圍被植被遮蔽的地區尤其有用。

“NISAR衛星不會告訴我們地震何時發生。相反，它將幫助我們更好地了解世界上哪些地區最容易發生大地震，”加利福尼亞州帕薩迪納市加州理工學院負責此次任務的美國固體地球科學負責人馬克-西蒙斯（Mark Simons）說。

衛星提供的數據將讓研究人員深入了解斷層的哪些部分緩慢移動而不會產生地震，哪些部分被鎖定在一起，可能會突然滑動。 在加州等監測相對較好的地區，研究人員可以利用NISAR 來關注可能產生地震的特定區域。 但在世界上監測較不完善的地區，NISAR 的測量結果可能會揭示新的地震多發區域。 當地震發生時，衛星提供的數據將幫助研究人員了解斷層破裂的原因。

印度太空研究組織位於印度艾哈邁達巴德太空應用中心的NISAR 固態地球科學負責人Sreejith KM 表示：「從印度太空研究組織的角度來看，我們對喜馬拉雅板塊邊界特別感興趣。該地區過去曾發生過大震級地震，NISAR 將為我們提供有關喜馬拉雅山地震危害的前所未有的資訊。

地表運動對火山研究人員也很重要，他們需要長期定期收集數據，以探測可能是火山爆發前兆的地表運動。 隨著岩漿在地球表面下的移動，陸地會隆起或下沉。 NISAR 衛星將有助於更全面地了解火山變形的原因，以及這種移動是否預示著火山爆發。

持續監測基礎設施安全

在堤防、渡槽和水壩等基礎設施方面，NISAR 多年來提供連續測量的能力將有助於確定這些結構和周圍土地的通常狀態。 如果情況發生變化，資源管理人員就可以確定需要檢查的特定區域。瓊斯說：”與其每五年對整個輸水管道進行一次勘測，不如針對有問題的區域進行勘測。”

這些數據對於證明大壩在地震等災難後沒有改變也同樣有價值。 例如，如果舊金山發生大地震，液化–鬆散或積水的沉積物在劇烈的地面震動後失去穩定性–可能會給薩克拉門托-聖華金河三角洲沿岸的大壩和堤壩帶來問題。

瓊斯說：”這裡有一千多英里長的堤壩。需要一支軍隊才可以去查看所有的堤壩，而NISAR任務將幫助當局從太空對它們進行勘測，並確定受損區域。這樣就可以節省時間，只去檢查已經發生變化的區域。

關於NISAR 的更多信息

NISAR（NASA-ISRO 合成孔徑雷達）是美國國家航空暨太空總署（NASA）和印度太空研究組織（ISRO）合作開發的一項突破性地球觀測任務，標誌著兩個機構之間的首個聯合硬體項目。 這項合作計畫結合了美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室（JPL）和印度太空研究組織UR Rao 衛星中心的專業知識，創造出一顆能夠以前所未有的細節追蹤地球表面變化的衛星。 噴射推進實驗室負責美國部分，提供L 波段雷達、雷達反射天線、可部署吊桿、高速通訊系統、GPS接收器、固態記錄器和有效載荷資料子系統。 同時，印度太空研究組織將提供衛星的太空船匯流排、運載火箭、任務操作和S 波段雷達電子設備。 美國國家航空暨太空總署和印度太空研究組織旨在共同利用NISAR的精確數據來監測全球陸地和冰面的運動，從而加深我們對地球上自然和人為變化的了解。

編譯自/ scitechdaily