人造卫星的作用(人造卫星的作用)

一颗SUV大小的人造地球卫星将配备美国宇航局有史以来发射的最大的反射天线，该天线正在南加州该机构喷气推进实验室的洁净室中成型。这项任务称为NISAR，是美国航天局和印度空国际研究组织(ISRO)的联合任务。它体积庞大，自然有一个大目标:

通过跟踪地球表面的细微变化，它可以发现即将发生的火山爆发的预警信号，并帮助监控地下水的供应。NISAR将提供空和时间维度的高分辨率，以监测几乎整个地球表面的这些变化，这是以前从未见过的。

从地下蓄水层抽取饮用水等活动会在地表留下痕迹。如果取出太多的水，地表就会下沉，火山爆发前地表下岩浆的运动也会引起地面的移动。NISAR将提供这一变化的高分辨率延迟雷达图像。

该飞船将使用两种合成孔径雷达(SAR)来测量地球表面的变化，因此被称为NISAR，即NASA-ISRO SAR的缩写。该卫星将在30英尺(9米)长的吊杆末端使用直径近40英尺(12米)的钢网雷达反射天线，向地球表面发送和接收雷达信号。这个概念类似于天气雷达如何从雨滴反射信号来跟踪风暴。

NISAR将在大约半个网球场大小的区域内检测小到0.4英寸(1厘米)的地球表面运动。预计这颗卫星的发射时间不会早于2022年。在为期三年的主要任务中，它将每12天扫描一次整个地球，并在每个轨道上对地球的陆地、冰和海冰进行成像。

NISAR任务中的两台雷达之一的s波段合成孔径雷达(SAR)于3月19日抵达JPL。第二天，技术人员和工程师将S-SAR移入气闸室，并将其送到航天器组装设施的高湾一号洁净室。这些设备将在一个干净的房间里拆卸和组装几天。来源:美国宇航局/JPL加州理工学院

3月19日，NISAR在JPL的组装、测试和发射团队从其印度合作伙伴那里收到了一个关键设备——S波段SAR。与JPL提供的L波段合成孔径雷达一起，这两个雷达成为任务的核心。“S”和“L”代表其信号的波长，“S”约为4英寸(10厘米)，“L”约为10英寸(25厘米)。两者都可以看穿阻碍其他类型仪器的物体，如云和森林树冠叶，尽管L波段SAR可以比S波段SAR穿透更深的植被。这种能力将使任务能够跟踪地球表面的变化，无论是白天还是夜晚，下雨还是晴天。

“NISAR是一颗全天候卫星，它将为我们提供前所未有的观察地球表面变化的能力，”JPL NISAR项目的科学家保罗·罗森说。“对于那些一直在等待这种测量方法的可靠性和一致性的科学家来说，真正了解是什么驱动了地球的自然系统尤为重要——对于那些应对火山或山体滑坡等自然灾害的科学家来说也是如此。”

两部雷达的工作原理都是反射地球表面的微波信号，记录信号返回卫星所需的时间以及返回时的强度。发射和接收信号的天线越大，空之间的数据分辨率越高。如果研究人员想通过低地球轨道上运行L波段雷达的卫星看到大约150英尺(45米)宽的东西，他们需要一个近14，000英尺(4，250米)长的天线——相当于大约10个帝国大厦堆叠在一起。这么大的东西送进Tai 空是不可行的。

然而，NISAR任务规划者有雄心以更高的分辨率跟踪表面的变化:低至约20英尺(6米)，这需要更长的天线。这就是本项目采用SAR技术的原因。当卫星绕地球运行时，工程师可以从较短的天线获得一系列雷达测量数据，并将它们组合起来，模拟一个大得多的天线，以获得所需的分辨率。通过使用两种互补的波长——S-SAR可以更好地检测作物类型和表面粗糙度，而L-SAR可以更好地估计森林茂密地区的植被数量——研究人员可以获得关于地球表面的更详细信息。

因此，S波段系统的出现标志着这一任务的重要时刻。这些设备被运到JPL航天器组装厂高湾一号的洁净室，即用于探索太阳系的探测器的制造场地，如孪生航天器伽利略、卡西尼和旅行者，并在几天内拆包。JPL NISAR公司有效载荷副经理Pamela Hoffman说:“该团队对获得S波段合成孔径雷达感到非常兴奋。“我们原本预计它会在去年春末夏初抵达，但新冠肺炎疫情影响了ISRO和美国宇航局的进度。我们渴望开始将ISRO的S-SAR电子设备与JPL的L-SAR系统集成在一起。”

来自JPL和ISRO的工程师和技术人员将在接下来的几周内检查雷达的健康状况，然后确认L波段和S波段SAR如预期的那样一起工作。然后他们会将S-SAR集成到卫星结构的一部分。然后将进行另一轮测试，以确保一切正常。

NISAR是美国宇航局和印度空的联合地球观测任务。JPL由位于帕萨迪纳的加州理工学院为美国宇航局管理，领导该项目的美国部分，并为该任务提供L波段合成孔径雷达。美国航天局还提供雷达反射天线、可展开吊杆、科学数据高速通信子系统、全球定位系统接收器、固态记录器和有效载荷数据子系统。印度空研究机构正在提供航天器总线、S波段合成孔径雷达、运载火箭和相关发射服务以及卫星任务运营。