據(jù)連線雜志報(bào)道，近十年來(lái)，美國(guó)國(guó)家航空航天局 (NASA)一直沒(méi)有衛(wèi)星來(lái)觀測(cè)地球上海冰的融化情況。近日，NASA在加州范登堡空軍基地發(fā)射了價(jià)值10億美元的ICESat-2衛(wèi)星，從而改變這一現(xiàn)狀。這顆衛(wèi)星在進(jìn)入距地球310英里（約499千米）的軌道后，會(huì)使用一種特別設(shè)計(jì)的激光裝置，為科學(xué)家們提供有關(guān)冰融化的確切位置和速度相關(guān)的數(shù)據(jù)。
ICESat-2衛(wèi)星將使用6個(gè)綠色激光束掃描地球表面，測(cè)量冰川和漂浮的海冰。研究人員說(shuō)，通過(guò)對(duì)冰層厚度和質(zhì)量的精確測(cè)量，NASA的科學(xué)家們將更準(zhǔn)確地掌握氣候變化產(chǎn)生的影響。NASA華盛頓總部的冰凍圈項(xiàng)目科學(xué)家湯姆·瓦格納(Tom Wagner)說(shuō)：“我們正試圖了解氣候變化的過(guò)程和驅(qū)動(dòng)因素，來(lái)更好地預(yù)測(cè)海平面上升。”
此外，當(dāng)ICESat-2衛(wèi)星繞著地球從一極轉(zhuǎn)到另一極時(shí)，還可以測(cè)量森林、叢林和其他地形的高度。這些數(shù)據(jù)將被用于估計(jì)地球溫帶地區(qū)有多少碳，以及隨著時(shí)間的推移有多少在流失。
工程師們花費(fèi)了數(shù)10年時(shí)間設(shè)計(jì)和建造ICESat-2衛(wèi)星，總造價(jià)約10億美元，它將搭乘德?tīng)査?2型火箭升空。在設(shè)計(jì)中面臨的最棘手的問(wèn)題是如何讓激光束作為一個(gè)整體協(xié)同工作，并確保它們適當(dāng)對(duì)齊以獲得準(zhǔn)確的信息。此外還需要通過(guò)GPS裝置和指向外太空的攝像頭來(lái)獲取衛(wèi)星所在的位置。
ICESat-2.衛(wèi)星將會(huì)向地球每秒發(fā)射10000個(gè)激光脈沖，通過(guò)一個(gè)31英寸寬的鈹望遠(yuǎn)鏡捕捉返回的光束，并將其發(fā)送到電子信號(hào)探測(cè)器，從而計(jì)算出到地球的距離。六個(gè)激光束形成了一條6公里寬的帶狀區(qū)域，測(cè)量區(qū)域內(nèi)的一切 (激光對(duì)人類(lèi)、植物和冰無(wú)害)。
ICESat-2衛(wèi)星重達(dá)341磅（約155kg），是人們期待已久的原ICESat衛(wèi)星的替代品，后者于2009年結(jié)束了其單激光任務(wù)。從那時(shí)起，在“冰橋行動(dòng)”（Operation IceBridge）期間，為了填補(bǔ)ICESat-2發(fā)射前的數(shù)據(jù)缺口，研究人員一直在北極和南極地區(qū)飛行特別裝備的P-3B和DC-8飛機(jī)。ICESat-2衛(wèi)星上配有ATLAS(高級(jí)地形激光測(cè)高儀系統(tǒng))，其發(fā)射的光子需要3.3毫秒就能到達(dá)地球并返回。根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局的說(shuō)法，ATLAS的測(cè)量誤差可縮小到十億分之一秒。利用物理定律，科學(xué)家們就可以計(jì)算出衛(wèi)星到地球表面的距離，準(zhǔn)確度精確到4毫米。
通過(guò)將這一距離與幾天或幾周前在同一地點(diǎn)測(cè)量的距離進(jìn)行比較，就可以計(jì)算出冰的融化(或膨脹)，以及植物是如何生長(zhǎng)的。最重要的是，ICESat-2衛(wèi)星將在一年內(nèi)測(cè)量格陵蘭島和南極洲的海拔變化。
美國(guó)國(guó)家航空航天局稱(chēng)，研究人員知道北極地區(qū)的海冰面積正在減少，但對(duì)其體積的變化知之甚少。ICESat-2是第一顆能夠測(cè)量海冰厚度的衛(wèi)星。衛(wèi)星上的激光從冰面反射光束，然后與附近水域的激光反射進(jìn)行比較，就能得到開(kāi)放水域周?chē)母叨取?/p>
美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的瓦格納（Wagner）說(shuō)，改進(jìn)的ATLAS是一個(gè)巨大的飛躍，它可以在地球上飛機(jī)無(wú)法到達(dá)的地區(qū)收集大量數(shù)據(jù)。他說(shuō)，這種裝置在“我們不知道正在如何變化的地區(qū)，比如南極洲深處和一些沿海地區(qū)”尤其有用。
NASA位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心的冰川學(xué)家凱利·布倫特（Kelly Brunt）表示，ICESat-2將幫助她更好地了解永久冰蓋和周?chē)?dòng)冰架的交匯處，也就是人們所說(shuō)的“接地區(qū)域”（grounding zone）。她還說(shuō)：“我們還希望看到一些我們從未想象過(guò)的新科學(xué)，因?yàn)槿祟?lèi)很有創(chuàng)造力，會(huì)突破數(shù)據(jù)的限制。”