發(fā)射升空17天后，NISAR衛(wèi)星的一個關(guān)鍵科研硬件在軌道上成功展開。
NISAR衛(wèi)星使用一個直徑12米的雷達(dá)天線反射器來收集有關(guān)地球變化表面的信息。該任務(wù)每12天掃描幾乎全球所有的陸地和冰面兩次。圖片來源：NASA/JPL-Caltech
NISAR衛(wèi)星由美國國家航空航天局（NASA）和印度空間研究組織（ISRO）合作發(fā)射，全稱為NASA-ISRO合成孔徑雷達(dá)。近日，該衛(wèi)星一個直徑達(dá)12米的鼓形天線反射器已在近地軌道成功展開。該反射器此前一直呈傘狀收攏，直到支撐它的9米長吊桿成功部署并鎖定到位。
NISAR于7月30日從印度東南海岸的薩迪什·達(dá)萬航天中心發(fā)射升空。它將追蹤冰蓋和冰川的運(yùn)動，地震、火山和滑坡引起的地表形變，以及森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)細(xì)微至幾分之一英寸的變化。它還將為災(zāi)害響應(yīng)、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測和農(nóng)業(yè)等廣泛領(lǐng)域的決策者提供幫助。
“NISAR反射器的成功部署是該衛(wèi)星任務(wù)的一個重要里程碑。”NASA地球科學(xué)部主任Karen St. Germain說，“從創(chuàng)新技術(shù)到研究與建模，再到提供科學(xué)數(shù)據(jù)以幫助決策，NISAR準(zhǔn)備收集的數(shù)據(jù)將對全球社區(qū)和利益相關(guān)者如何改善基礎(chǔ)設(shè)施、為自然災(zāi)害做準(zhǔn)備和恢復(fù)，以及維護(hù)糧食安全產(chǎn)生重大影響。”
該任務(wù)搭載了NASA有史以來發(fā)射的最精密的雷達(dá)系統(tǒng)，并首次結(jié)合了兩種合成孔徑雷達(dá)（SAR）系統(tǒng)：一個是能穿透云層和森林冠層的L波段系統(tǒng)，另一個是能穿透云層但對稀疏植被和積雪中的水分更敏感的S波段系統(tǒng)。反射器對這兩個系統(tǒng)都起著關(guān)鍵作用，這就是為什么該硬件的成功部署是一個如此重要的里程碑。
“這是NASA任務(wù)中部署過的最大的天線反射器，是NISAR地球科學(xué)任務(wù)的關(guān)鍵部分，經(jīng)過多年設(shè)計、開發(fā)和測試才為這個重要日子做好了準(zhǔn)備。”NASA噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）NISAR項目經(jīng)理Phil Barela說，“現(xiàn)在我們正專注于微調(diào)它，以便使其在今年秋季晚些時候開始提供變革性的科學(xué)數(shù)據(jù)。”JPL為NISAR提供了兩個雷達(dá)系統(tǒng)之一。
該反射器重約64公斤，其圓柱形框架由123根復(fù)合材料支柱和鍍金金屬網(wǎng)構(gòu)成。8月9日，衛(wèi)星的吊桿開始逐一展開關(guān)節(jié)，大約４天后完全伸展到位。反射器組件安裝在吊桿末端。
隨后，在8月15日，固定反射器組件的小型爆炸螺栓被觸發(fā)，使天線得以開始一個“綻放”過程——通過釋放其柔性框架在收攏時儲存的張力而展開。隨后電機(jī)和電纜的啟動將天線拉至最終鎖定位置。
為了能對地球表面進(jìn)行分辨率約為10米的像素級成像，反射器的直徑設(shè)計得與一輛校車的長度相當(dāng)。利用SAR處理技術(shù)，NISAR的反射器模擬了一個傳統(tǒng)雷達(dá)天線，對于該任務(wù)的L波段儀器來說，要達(dá)到相同的分辨率，傳統(tǒng)天線需要長達(dá)19公里。
“合成孔徑雷達(dá)的原理，類似于相機(jī)的鏡頭聚焦光線以形成清晰圖像。鏡頭的大小稱為孔徑，決定了圖像的清晰度。”JPL的NISAR項目科學(xué)家Paul Rosen說，“沒有SAR，星載雷達(dá)也能生成數(shù)據(jù)，但分辨率會過于粗糙而無法使用。有了SAR，NISAR將能夠生成高分辨率圖像。利用特殊的干涉測量技術(shù)，NISAR使研究人員和數(shù)據(jù)用戶能夠創(chuàng)建地球表面變化的3D動態(tài)圖像。”