监测火山和地震的新卫星技术

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监测火山和地震的新卫星技术

2021-05-31 作者: xuzhiping 浏览: 429 次

摘要: 卫星通常单独工作,主要是将数据从源卫星发送回地球,然后对数据进行处理,再分发或放置在存储库中。这不仅需要花费一些时间,而且通常只是一个数据级别。 监测地震和火山喷发为科学家提供了一个相对快速移动的地质事件,必须在适当的时候捕捉到相关数据。另外,此类事件还可能受...

卫星通常单独工作,主要是将数据从源卫星发送回地球,然后对数据进行处理,再分发或放置在存储库中。这不仅需要花费一些时间,而且通常只是一个数据级别。

监测地震和火山喷发为科学家提供了一个相对快速移动的地质事件,必须在适当的时候捕捉到相关数据。另外,此类事件还可能受到地壳变化的影响,该变化发生在受地震变化影响的地区附近和远处。

开发用于监测地震变化的新卫星不仅有助于为地震监测创造新的机会,而且还使地球观测受益更为广泛。

一种相对较新的卫星是一个小型卫星系统,称为地球科学立方卫星成像雷达(CIRES)。该卫星系统可以像一组小型卫星一样工作,配有S波段干涉合成孔径雷达(InSAR),是一种可以穿透植被和其他地面干扰的雷达形式。

CIRES卫星能够在给定的时间间隔内大约两次通过同一点,利用雷达进行测量,以确定高程的变化。突然的变化有助于探测该地区潜在的火山和地震活动。

这种卫星的新功能是,可以对其进行编程,使其与始终围绕地球运行但捕获更多宏观水平数据的大型卫星协同工作。来自CIRES卫星的数据(包括其中的一组)可以将信息发送到诸如NASA的 ISRO SAR任务(NISAR)之类的卫星,这是一种较大的雷达卫星,拥有包括高程在内的不同级别的全球数据。

在较小和较大尺度上测量变化和差异的频率,例如在局部地区爆发前膨胀的火山,也会导致较远地区的地震变化,可以使卫星确定或至少发送数据,表明火山活动可能在某一特定位置发生。

从不同角度对同一场景的三次CIRES观测表明,这些多视图的配准组合可以为山区提供接近均匀的照明范围

CIRES卫星的优点是它们可以一起工作或单独工作,同时也非常适合使用雷达监测相对快速的移动地质变化。SpaceFibre是卫星上的关键技术之一,它是一种用于从卫星传输数据的协议。

使这些传输服务功能强大的能力使得像立方体卫星(CubeSats) 这样重量约为1公斤的小型卫星能够携带这样的技术,这些技术能够处理来自合成孔径雷达(SAR)读数的大量数据,而合成孔径雷达(SAR)读数以前只能从更大的卫星系统甚至航天飞机上传输。

加利福尼亚北部安德森大坝CIRES InSAR能力测试现场

总的来说,美国国家航空航天局已经看到,更便宜,更能与其他卫星和地面系统配合使用的小型卫星,是地球观测的一个潜在更好的未来。CIRES计划是由喷气推进实验室(JPG) 和SRI国际共同开发,资金来自美国宇航局地球科学技术办公室(ESTO)。

观测中的其他区域可能很快会受益于类似的发展,其发展使地质观测,特别是地震观测变得更加容易,包括在测高、探空、散射测量和降水剖面测量方面的改进。这可能意味着要使用与大型卫星系统协同工作的类似立方体卫星,这些大型卫星系统与植被,天气和其他形式的快速移动的地质观测和变化有关。

此外,鉴于CubeSats的紧凑型立方设计已标准化并使其能够自我维持,但也可以安装在更大的底盘上,因此可以组合成一个更大的卫星系统。

去年地质观测的变化意味着现在可以在发生地震之前观测火山喷发 甚至地震的关键指标。这可能预示着未来这些事件的发生。

特别是,传统的地面观测不足以准确预测地震事件。然而,使用CubeSats和雷达技术将宏观水平的地球观测与小范围的局部观测相结合,可能意味着预报能力的提高。

就目前而言,地质学家才刚刚开始使用对他们可用的新数据,因此我们将不得不拭目以待,看看像CIRES这样的新系统如何 能够提高我们对快速变化的地质事件的理解。从最初的观察来看,未来的确充满希望。

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