2020年4月2日,美國國家航空航天局(NASA)宣布其資助的壹項研究完成了壹種新儀器,即立方體衛星(CubeSat)地球科學成像雷達(CIRES)的研發。 這壹新儀器將為未來的小型衛星群的發射鋪平道路,而這些衛星群致力於監測火山活動、地震和地表變化及其影響 。
壹張詳細描述陸地海拔隨時間變化的全球地圖可以幫助科學家在地震和火山爆發之前、期間和之後精確定位地面運動,並有助於識別洪水和地下水抽取的影響。CIRES可以幫助決策者和應急管理人員在危險事件發生後盡快獲得觀測結果,以便他們更好地做好救災準備。
CIRES裝備了S波段幹涉合成孔徑雷達(InSAR)。S波雷達能夠穿透植被到達地面。CIRES在兩個不同的時間從空間上大致相同的位置獲取特定區域的兩幅雷達圖像,然後對這兩幅圖像進行處理,以確定它們之間的差異。由小型InSAR衛星組成的 星座 可以與NISAR任務協同工作(NISAR是NASA目前開發的第壹顆專用InSAR衛星),多顆小衛星可以通過火山爆發、地震和山體滑坡等快速演變過程收集頻繁的數據,為NISAR系統化的全球數據提供補充。
在軌道上,壹系列小型InSAR衛星可以俯瞰並記錄地面變形的變化。火山在噴發前往往伴隨著巖漿膨脹,雖然很難預測火山噴發的規模有多大,或者噴發時間有多長,但通過2018年在夏威夷火山國家公園的基拉韋厄(Kīlauea)火山對新儀器進行的測試,科學家可以得出結論:“這座火山開始膨脹,它噴發的概率較大。”
CIRES信號處理和實驗設計負責人表示,InSAR可以讓人們獲得廣闊的覆蓋範圍,並能看到火山口的壹部分相對於另壹部分是如何變化的。通常情況下,研究人員會在火山的特定部位放置數量有限的GPS傳感器,以監測火山的任何運動,而CIRES 應該能夠覆蓋整個火山口。
CIRES項目於2015年1月在SRI International開始實施,由NASA地球科學技術辦公室提供資金,用2年時間開發該儀器的雷達電子硬件。然後,它又獲得了3年的額外資金支持,用於準備空間用雷達,通過飛機(包括機載和遙控飛行器)演示成像能力,並借助壹個可在空中部署的天線來完成該儀器。
轉載本文請註明來源及作者: 中國科學院蘭州文獻情報中心《地球科學動態監測快報》2020年第09期,趙紀東 編譯。