新浪科技訊北京時間5月3日消息，據(jù)國外媒體報道，當(dāng)多數(shù)人談及美國宇航局時，他們會自然地聯(lián)想到地球之外的宇宙空間。美國宇航局讓人們聯(lián)想到人類進入太空、登陸月球，或者乘坐宇宙飛船。從科學(xué)角度來看，我們會聯(lián)想到遙遠宇宙中的恒星、星云和星系，以及太陽系內(nèi)部和外部的行星。但是美國宇航局有4個主要科學(xué)目標(biāo)——天體物理學(xué)、行星科學(xué)、太陽物理學(xué)和地球科學(xué)。近年來，科學(xué)家對地球科學(xué)高度關(guān)注，這也是應(yīng)當(dāng)值得重視的科研項目。從太空角度，我們能從地面角度無法獲得的方式觀測系內(nèi)行星及其特征，我們在地球上所面臨的挑戰(zhàn)，從自然到人類創(chuàng)造的，都需要我們?nèi)ダ斫馐窃鯓影l(fā)生的，何時發(fā)生，以及產(chǎn)生怎樣的影響。美國宇航局和地球科學(xué)研究項目對于人類成功太空航行，以及未來將面臨的氣候考驗都是至關(guān)重要的。

就科學(xué)而言，我們還沒有完全理解行星地球的復(fù)雜系統(tǒng)。地球大氣層、表面、水域、冰層，以及復(fù)雜方式交互的活生物體，它們形成一個簡單的連接系統(tǒng)。伴隨著地球發(fā)生變化，無論是自然因素還是人為因素，我們只有一個期望來理解最佳行動方案：科學(xué)地調(diào)查這些系統(tǒng)。只有當(dāng)我們對行星地球有了科學(xué)認識，以及所有這些相互關(guān)聯(lián)因素如何響應(yīng)自然和人類誘發(fā)變化時，我們才能成功地預(yù)測氣候、天氣和其它自然威脅和危害。

美國宇航局地球科學(xué)部的主要職能是指揮和協(xié)調(diào)人造衛(wèi)星和空中任務(wù)，從而盡可能更多地觀測地球。其中包括：地球陸地表面、生物圈、大氣層、海洋和冰蓋等。氣象報告中的衛(wèi)星圖像、地球溫度測量、大氣層氣體濃度、植被視圖、云層覆蓋、冰蓋和冰川增多和消融等方面，它們都依賴于美國宇航局的地球科學(xué)項目。關(guān)于地球變化存在著一些基本的科學(xué)問題，同時如果沒有變化的科學(xué)原理，就無法做出明智的決策方案。

這就是為什么在未來幾年里，美國宇航局地球科學(xué)部必須為未來的19個科學(xué)計劃提供充足的資金。未來研究的地球生態(tài)系統(tǒng)的準確信息是無可替代的，在這種情況下，地球生態(tài)系統(tǒng)使人類能夠繁衍生息，這些科學(xué)任務(wù)是必須確保按計劃進行的，如果我們不希望掌握到相關(guān)事實，就無需將資金投入其中，但從某種意義上講，這是拯救地球的19個科學(xué)方案。

夜間、白天和季節(jié)性二氧化碳排放主動監(jiān)測計劃（ASCENDS）：該計劃將測量地球大氣層中二氧化碳數(shù)量，不分季節(jié)、緯度、白天和黑夜，以及氣壓和溫度的變化。其采用的太空儀器設(shè)備可進行獨立的飛行任務(wù)，也可以作為大型地球天文臺的一個組成部分。

氣候絕對輻射和折射天文臺（CLARREO）：這個長期太空任務(wù)將監(jiān)測地球各種輻射特征，其中包括：反射陽光，從而更好地理解和量化地球氣候，以及分析地球氣候如何變化。這將產(chǎn)生歷史上最精確可信的氣候記錄。

空間站生態(tài)系統(tǒng)熱量輻射計實驗（ECOSTERSS）：植物在有利條件下生長需要多少水分？它們能感受到壓力嗎？ECOSTERSS儀器設(shè)備將測量植物溫度，它們需要多少水，以及它們?nèi)绾螒?yīng)對環(huán)境壓力。這是農(nóng)業(yè)和食品安全所需的重要信息。

全球生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)勘測計劃（GEDI）：從太空角度測量地球表面所發(fā)生變化是非常有利的，但更好的是了解地球表面和生物圈的3D結(jié)構(gòu)，這就是GEDI計劃所要做的。這個高分辨率激光測距系統(tǒng)可以精確測量高度、垂直結(jié)構(gòu)，以及林冠的表面高度，并能對我們提供關(guān)于碳和水循環(huán)的重要信息。GEDI計劃將提供缺失的“3D結(jié)構(gòu)”，從而更好地獲得森林管理、水資源、天氣預(yù)報等信息。

GRACE-FO衛(wèi)星：這是GRACE衛(wèi)星的后續(xù)產(chǎn)品，計劃今年5月19日發(fā)射，該衛(wèi)星計劃將跟蹤地球冰蓋、冰川、湖泊和河流、海平面和地下蓄水情況，如果我們能跟蹤分析地球水資源，那么我們就能更好地了解和確定地球整個水循環(huán)系統(tǒng)。這顆衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)將造福于地球所有人類。

ICESat-2衛(wèi)星：ICESat-2衛(wèi)星全稱是“冰層、云層和陸地海拔觀測2號”衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星每秒可脈沖發(fā)射1萬次激光，一次釋放大約20萬億個光子。每一次脈沖發(fā)射，大約有12個光子返回ICESat-2衛(wèi)星，這足以非常精確地測量冰原、冰川、海冰等。冰凍圈是地球上冰凍區(qū)域，也是美國宇航局地球科學(xué)研究的重點。

聯(lián)合極地衛(wèi)星系統(tǒng)（JPSS-2）：JPSS-2衛(wèi)星系統(tǒng)在地球極地軌道運行，獲取全球天氣和氣候現(xiàn)象。這是減輕自然災(zāi)害的最直接方法，例如：我們可以超精確地預(yù)測卡特里娜颶風(fēng)。據(jù)悉，2005年，美國宇航局就開始運行第一顆JPSS系統(tǒng)衛(wèi)星——JPSS-1，該衛(wèi)星一直運行至今，是人類有史以來最好的氣象勘測設(shè)備。對地球的觀測覆蓋面積取決于持續(xù)性發(fā)展和發(fā)射后續(xù)JPSS衛(wèi)星，平均每間隔5年時間會發(fā)射一顆衛(wèi)星。如果2023年不發(fā)射JPSS-2衛(wèi)星，我們將很難覆蓋性觀測地球。

Landsat-9衛(wèi)星：高質(zhì)量、全球、陸地成像衛(wèi)星是我們了解地球陸地的最重要工具之一。自上世紀70年代初以來，Landsat衛(wèi)星項目一直提供大量地球高空照片，Landsat-9衛(wèi)星是美國可持續(xù)性陸地成像計劃的一部分，預(yù)計將于2020年發(fā)射，繼續(xù)完成Landsat衛(wèi)星項目不可替代的地球表面勘測任務(wù)。如果沒有Landsat衛(wèi)星，我們就無法對地球土地利用做出充分的信息決策。

極地操作環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)（POES）——MetOp-C衛(wèi)星：POES衛(wèi)星系統(tǒng)是美國宇航局和歐洲航天局的一個聯(lián)合項目，其中包括即將發(fā)射的MetOp-B衛(wèi)星的后續(xù)衛(wèi)星MetOp-C，該衛(wèi)星有5個勘測儀器，可測量反射太陽能、輻射熱能、地球輻射帶強度、海洋表面溫度、大氣臭氧、云層高度和覆蓋范圍，以及大氣層水蒸汽狀況等。MetOp-C衛(wèi)星是最新的后續(xù)衛(wèi)星，要求實現(xiàn)對地球的覆蓋觀測。

北大西洋氣溶膠和海洋生態(tài)系統(tǒng)研究（NAAMES）：怎樣的過程控制海洋作用？海洋如何影響大氣氣溶膠、短暫物質(zhì)、云層和整體氣候？船只、飛行器、人造衛(wèi)星和原位海洋傳感器將組合解答這些問題，基于NAAMES任務(wù)，我們將更好地掌握到如何管理海洋，評估和預(yù)測海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生的變化。

NISAR任務(wù)：這是美國宇航局和印度空間研究組織（ISRO）的一個合作項目，將勘測地球變形表面，確定地震、火山噴發(fā)和山崩的可能性，同時，監(jiān)控地下水、隔離二氧化碳，以及確定地球非人類生物量對全球碳排放的貢獻。

美國宇航局軌道碳觀測3號儀（OCO-3）：你如何使用精度、分辨率和覆蓋范圍來測量大氣層中的二氧化碳，觀察一年之內(nèi)時間和空間范圍二氧化碳指數(shù)的變化情況？它有3個高分辨率光柵光譜儀，能夠收集太空區(qū)域的大氣二氧化碳。該設(shè)備將安裝在國際空間站日本模塊暴露實驗設(shè)備（JEM-EF），它將便于我們使用現(xiàn)有陸基和高空儀器與太空儀器進行對比分析。當(dāng)涉及二氧化碳，對地球環(huán)境二氧化碳指數(shù)變化的掌握是至關(guān)重要的。

格陵蘭島海洋融化任務(wù)（OMG）：冰蓋不僅僅是上層融化，而是在下層也出現(xiàn)融化。隨著格陵蘭島周圍大陸架水溫變化首次被測量，格陵蘭島海洋融化任務(wù)通過測量格陵蘭島海面之下冰層融化延伸，將更好地評估海平面上升狀況。該任務(wù)將改善海底關(guān)鍵區(qū)域深度和外形的測量數(shù)據(jù)。

云層氣溶膠觀測和交互任務(wù)（ORACLES）：ORACLES可以說是人類有史以來最糟糕的首字母縮寫，但是該任務(wù)將測量人類污染的一個重要組成部分：燃燒生物量的影響，尤其是在非洲大陸。這些氣溶膠形成于燃燒生物量，將會在大西洋東南部云蓋匯聚，大西洋是“氣候散熱器”。美國宇航局承認稱，正如政府間氣候主化委員會（IPCC）最新研究報告所強調(diào)的，氣候模型中全球代表性氣溶膠云層交互進程對于評估未來氣候具有最大不確定性。

浮游生物、氣溶膠、云層、海洋生態(tài)系統(tǒng)衛(wèi)星（PACE）：該衛(wèi)星整體科學(xué)目標(biāo)是更好地理解海洋和大氣層如何交換二氧化碳，同時也將揭曉氣溶膠是如何促進海洋表層浮游植物的生長。此外，它還將確定藻類繁殖的范圍和持續(xù)時間，并繪制出各種類型的海洋葉綠素產(chǎn)物。通過擴大和延伸美國宇航局的長期觀測，它有望更好地理解地球生物圈和氣候的關(guān)鍵組成部分。

水面和海洋測繪衛(wèi)星（SWOT）：SWOT衛(wèi)星是美國、法國、英國和加拿大的一個聯(lián)合項目，該衛(wèi)星將覆蓋全球提供河流、湖泊、水庫和海洋至關(guān)重要信息，對地球全覆蓋觀測需要11天時間。它標(biāo)志著從太空首次對地球淡水進行全面觀測，這顆衛(wèi)星將于2021年發(fā)射，拍攝海洋的圖像分辨率是現(xiàn)今性能最佳人造衛(wèi)星的10倍。

對流層污染排放監(jiān)測儀（TEMPO）：對流層污染排放監(jiān)測儀將于2019年由地球同步通信衛(wèi)星攜載升空，它將每小時、以高空間分辨率測量整個北美洲的污染情況。這是迄今發(fā)射此類首個監(jiān)測儀器，用于收集臭氧、二氧化氮和其它污染物的信息，所有這些都以改善我們的空氣質(zhì)量預(yù)報為目標(biāo)，實現(xiàn)從未達到的水平。

降水結(jié)構(gòu)和風(fēng)暴強度時間解析觀測衛(wèi)星群（TROPICS）：地球熱帶高緯地區(qū)是地球最具毀滅性風(fēng)暴形成的區(qū)域，同時，該區(qū)域需要時間解析觀測，從而告訴我們多少熱量和水在整個風(fēng)暴生命周期流動。在近地軌道總共有3個立方體衛(wèi)星群，它將每兩秒掃描一次衛(wèi)星軌道，聚焦觀測氧氣、水蒸汽、降水和云冰。我們希望增強圖像分辨率、可配置覆蓋范圍，并以低成本實現(xiàn)可靠性。

美國宇航局整體和光譜太陽輻射照度傳感儀（TSIS-1）：該傳感儀是設(shè)計用于測量太陽整體輻照度和太陽輻射照度光譜（不同波長），它將用于取代2003 SORCE飛船上過時的TIM儀器。美國宇航局公布了一份長達40年的完整全太陽輻照度數(shù)據(jù)記錄，預(yù)計TSIS-1傳感器將于今年晚些時候?qū)⒃趪H空間站上運行。

適應(yīng)一個變化世界的關(guān)鍵不僅僅是個人行為，而且還包括全人類，要求我們使用最好的工具和信息處理。這意味著要關(guān)注地球正在做的事情，無論是自然的還是人為的，使用最佳數(shù)據(jù)來驅(qū)動我們的政策決定。這19個未來太空任務(wù)代表著美國宇航局地球科學(xué)短期和中期發(fā)展路線圖，目前每個任務(wù)都在按步驟繼續(xù)推進，只要未來不出現(xiàn)意外的裁減，都將在不久的未來實現(xiàn)。（葉傾城）