八星凌空普照大地

全球研究的关键在于增强预测能力，要更好地了解和管理全球环境问题，揭开异常现象的奥秘，只有利用航天器的高远位置，从空间进行观测才是唯一有现实意义的方法。美国、西欧、日本等国分别进行了对地球环境监测的调研，并各自提出了相应的报告，构思大同小异，内容极为相近。人们从地球系统、传统的科学及学科领域提出了 90 年代乃至

21 世纪初对地观测的主要目标是：全球性环境条件变化趋势，供中期社会经济规划决策用；气象、自然灾害和社会安全情况的实时监测与分析， 以及局部环境问题的实时监测；可再生资源（水、农、林、渔等）的调查与发现；不可再生资源（土壤、矿藏等）的调查与发现；地球基础科学研究（地球动力学、地球流体力学、气候系统、生物圈演化、人类活动影响与制约等）。

各国对地观测计划及其应用任务的选择，均反映了各自的政治、经济、科学、技术的社会不同背景，有不同的目标与重点。美国公布并倡导的命名为“地球使命”计划，打算对地球环境进行大规模调查研究。该计划拟从空间调查臭氧层的破坏、地球温暖化、土地沙漠化、热带雨林的破坏、海洋污染等这些地球范围内的环境问题。国际空间活动历来强调“和平、利用”为目的，在各国原有空间计划的基础上，本着自愿参加的原则，围绕保护和改善全球生存环境为内容的“地球使命”计划， 将推动国际空间合作。为了执行该计划，各国将在 90 年代中期至 21 世纪初，集中发射一系列的空间平台及各种专用卫星。届时太空大聚会， 展示人类第一次对全球的生物进行全面监视，即人类、动物和植物是怎样与地球作用的，又是怎样影响地球的自然过程的。这些航天器也将第一次把地球作为一个复杂系统，对太阳能、陆地、海洋和大气在系统中相互作用进行协同测定。这是一次高科技且耗资巨大的全球系统工程， 估计这一计划要持续 15～20 年，总经费投资约 150 亿美元。

空间平台是一种能提供定期服务、补给和载荷替换的组合式航天器，有时亦称为自由飞行平台。地球使命计划中的空间平台，均以地球系统科学作为主要任务，同时也担当业务卫星的任务。由于平台要适应长期、连续、多学科等综合观测任务的要求，必然具有较多的有效载荷、较大的电源功率。它与一般卫星设计的区别，是在平台结构综合考虑中， 要充分注意它的可维修性、安装仪器及设备的可替代性、配置新仪器的灵活性。

现在让我们巡视一下未来太空飞行中用于防灾的主要航天器。

美国地球观测平台，重 13.5 吨，采用太阳同步轨道，轨道高度 824 千米。平台内安装了中分辨率成像光谱仪、高分辨率成像光谱仪、微波辐射计、激光雷达大气探测器和高度计、合成孔径雷达等 10 多种遥感仪器。平台电源系统是由单翼太阳电池阵和氢镍蓄电池组合供电，平台结构由复合材料制成，采用热管、百叶窗进行温度控制。平台信息数据可直接传送给地面，或者通过数据中继卫星进行传输。但由于平台的研制费用较大，技术复杂，美国的另一种方案是将平台任务分给几个地球观测卫星去执行。

日本地球观测平台实际上也是一颗大型对地观测卫星，重 3.2 吨，

采用太阳同步轨道，轨道高度 800 千米。平台上搭载了 8 种遥感仪器， 有以海洋为中心进行地表观测的海色海温扫描辐射计；能监测热带雨林被破坏、沙漠化、水质污染等主要环境问题的高性能可见光和红外辐射计；能测量风向、风速，提高天气预报精度的散色计；观测臭氧层用的分光计；测量地球大气效应的反射光观测仪；测量大气边缘的红外分光仪；测量温室效应的气体观测仪等。为了使观测仪器能准确地指向地球表面，采用陀螺、红外敏感器、太阳角计进行三轴稳定控制。电源也是采用太阳电池阵供电。

俄罗斯大型遥感平台，将部署在太阳同步轨道上，平台重 9.7 吨，

平台基本结构长 10 米多，宽约 3 米，由一块太阳电池阵供电。平台可安装多种遥感仪器，如侧视雷达、多通道多谱段扫描仪等。它可用来进行地球环境监视，特别是能全天候监测冰情，所获得的数据经平台处理后， 可将冰情这一信息通过通信卫星直接传输给海上船只。

热带降雨观测卫星，是一颗以热带地区为中心定量观测降雨的卫星。它由美国、日本联合研制及发射。因降雨现象随时间和空间而急剧变化，因此，卫星采用非太阳同步轨道，以减轻昼夜变化的影响，轨道倾角小于 35 度，轨道高度为 350 千米。往常对降雨的观测，大多是从假定雨滴在大气中产生的电磁辐射的观测数据为基础，间接地推算出雨量，但降雨的高度无法了解。热带降雨观测卫星最大的特点是，在卫星上除搭载以往气象卫星所需的遥感仪器外，还增加了可见光和红外自旋扫描辐射计、微波自旋扫描辐射计以及降雨雷达，从降雨中的雷达反射波，测定降雨量。无论是对陆地还是海洋，只要通过星上的降雨雷达， 都可直接地观测大区域的降雨情况。

环境污染观测卫星，由德国自行设计与研制。卫星上装有双向（询问和收集）通信能力的仪器，工作寿命 3～5 年。通过卫星可收集地球环境污染、地震、石油开发等方面的资料，并可与污染区进行通信，即具有双向通信或者移动跟踪的能力。环境污染观测卫星还可用来观测臭氧层被破坏的程度，通过数据收集系统跟踪动物的行踪和观察因污染鸟类被迫迁移等现象。

环境监视卫星，由意大利研制。它是一颗携带有大型 X 波段合成孔径雷达和光学敏感器的平台型卫星。该卫星的任务是：监视环境；早期预报大面积的灾害；分析地球资源的分类和储量等。卫星在高度 600 千米、倾角 97 度的太阳同步极轨道上，可观测 4～5 年时间。合成孔径雷达和光学敏感器分别在纵摇和横摇上控制，可在宽 80～120 千米范围内对同一地区进行同步观测。

为了填平补齐，各国还将发射一系列执行专门任务的卫星，如法国的热带能量收支观测卫星、斯波特资源卫星、俄罗斯海洋卫星以及各种气象卫星等都参与这一活动，到那时，太空中群星荟萃，将组成一个大型地球观测卫星网络，时刻监视地球环境的动态变化，亦将成为国际合

作的典范，为人类赖以生存的地球环境的良性循环与净化做出巨大贡献。