土星

2014年4月3日，歐洲航天局從法屬圭亞那庫(kù)魯發(fā)射基地用聯(lián)盟-ST火箭成功發(fā)射“哨兵”1A（Sentinel-1A）衛(wèi)星，被媒體稱之為“發(fā)射了有史以來(lái)最雄心勃勃地球觀測(cè)計(jì)劃的首顆衛(wèi)星”，從而拉開(kāi)了歐洲“哥白尼”計(jì)劃的序幕。

“哥白尼”計(jì)劃

“哥白尼”計(jì)劃（Copernicus Project），原名為“全球環(huán)境與安全監(jiān)測(cè)” （GEMS，Global Monitoring for Environment and Security）計(jì)劃。2003年，由歐洲委員會(huì)和歐洲航天局正式啟動(dòng)。2012年12月11日，歐洲委員會(huì)副主席兼企業(yè)與工業(yè)委員安東尼奧·塔亞尼在歐盟競(jìng)爭(zhēng)理事會(huì)會(huì)議上宣布將該計(jì)劃更名為“哥白尼”，以提高公眾對(duì)地球觀測(cè)計(jì)劃的認(rèn)知。

“哥白尼”是歐盟繼“伽利略”之后又一項(xiàng)重大的軍民兩用航天發(fā)展計(jì)劃。與“伽利略”主要為構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不同，“哥白尼”計(jì)劃旨在整合歐洲各國(guó)的衛(wèi)星觀測(cè)力量，形成綜合而強(qiáng)大的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)并提供運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

“哥白尼”的首要任務(wù)是監(jiān)測(cè)全球環(huán)境，包括陸地和海洋環(huán)境，幫助歐洲滿足其安全需求，應(yīng)對(duì)歐洲及世界其他地區(qū)的自然災(zāi)害和環(huán)境事故。該計(jì)劃還將包含為歐洲外交政策、民防、維和行動(dòng)等提供資訊，甚至超越純民用范疇，用于軍事。軍民兩用一體化技術(shù)將提高衛(wèi)星數(shù)據(jù)的利用效率。它通過(guò)對(duì)歐洲及非歐洲國(guó)家（第三方）現(xiàn)有和未來(lái)將發(fā)射的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)調(diào)管理和集成，實(shí)現(xiàn)全球環(huán)境與安全實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

“伽利略”是從零開(kāi)始發(fā)射衛(wèi)星，構(gòu)建導(dǎo)航體系，而“哥白尼”重在整合和管理現(xiàn)有和未來(lái)將發(fā)射的，幾乎所有歐洲國(guó)家對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星?？梢韵胍?jiàn)，該計(jì)劃一旦運(yùn)作起來(lái)，實(shí)力相當(dāng)驚人。不知是否也會(huì)像尼古拉·哥白尼的日心說(shuō)那樣，開(kāi)創(chuàng)一個(gè)新的紀(jì)元，這次是在觀測(cè)和監(jiān)控地球這個(gè)領(lǐng)域。

強(qiáng)大的天眼系統(tǒng)

哥白尼說(shuō)，太陽(yáng)是中心。“哥白尼”計(jì)劃說(shuō)，我們以地球?yàn)橹行摹?/p>

所有的歐洲對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星們，將被“哥白尼”指揮官統(tǒng)一管理了，稍息立正齊步走，服從命令聽(tīng)指揮。不但是天上的衛(wèi)星，地面數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)也將同時(shí)被收編，使歐洲對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施得到最充分共享和高效利用。

除了吸納現(xiàn)有資源，該計(jì)劃還十分重視新的歐洲自主對(duì)地觀測(cè)信息源建設(shè)，將其作為歐盟環(huán)境管理和區(qū)域安全保障的戰(zhàn)略信息資源。2013年3月，歐洲各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人同意在2014～2020年度財(cái)政框架（MFF）內(nèi)納入“哥白尼”計(jì)劃，MFF將分配給“哥白尼”計(jì)劃37.86億歐元（與伽利略計(jì)劃預(yù)計(jì)投入36億歐元基本持平），包括GMES服務(wù)、原位組件（陸?？諅鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)）、太空組件，以確保對(duì)該計(jì)劃長(zhǎng)期運(yùn)行階段的投資。

直觀地來(lái)看，歐洲航天局的衛(wèi)星、歐洲氣象衛(wèi)星組織的氣象衛(wèi)星、歐洲各國(guó)及第三方運(yùn)營(yíng)的民用和軍民兩用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，都將被納入“哥白尼”計(jì)劃。除了天上現(xiàn)有的，歐洲航天局還將專門為該計(jì)劃研制 “哨兵”系列衛(wèi)星。該系列衛(wèi)星不會(huì)重復(fù)歐洲航天局成員國(guó)已經(jīng)計(jì)劃開(kāi)展的航天項(xiàng)目，而是有效補(bǔ)充其能力。

上述衛(wèi)星們只是“哥白尼”計(jì)劃的空間組成部分，除此之外還包括現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、數(shù)據(jù)集成和信息管理、應(yīng)用與運(yùn)營(yíng)服務(wù)3個(gè)部分。

現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)聽(tīng)上去似乎跟航天計(jì)劃距離略遠(yuǎn)，因?yàn)檫@些實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的所有地基、空基、船載設(shè)備及浮標(biāo)測(cè)量裝置都在大氣層內(nèi)?？蓪⑵浼{入整個(gè)對(duì)地觀測(cè)體系，通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)中的光譜特征和其他參數(shù)，可以校正和確認(rèn)天基遙感數(shù)據(jù)，并能為衛(wèi)星遙感器的設(shè)計(jì)提供參考。長(zhǎng)期連續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)一直是歐洲環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要手段之一，并為歐洲政策和決策的制定提供有效的觀測(cè)數(shù)據(jù)支持。

太空中的首位“哨兵”

這次率先升空的“哨兵”1A衛(wèi)星由泰雷茲-阿萊尼亞空間公司研制，用于接替剛剛失效的歐洲“環(huán)境衛(wèi)星”衛(wèi)星，以保持歐洲高分辨率雷達(dá)成像觀測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。該衛(wèi)星采用意大利“多應(yīng)用可重構(gòu)平臺(tái)”（PRIMA），設(shè)計(jì)壽命7.25年，燃料可維持12年。因搭載先進(jìn)的C頻段合成孔徑雷達(dá)，“哨兵”1A功能強(qiáng)大。能在任何天氣情況下，不分晝夜提供歐洲、加拿大和極區(qū)的陸地和海洋表面實(shí)時(shí)圖像，在發(fā)生危機(jī)時(shí)（例如洪水或地震），能對(duì)其進(jìn)行快速響應(yīng)。海上，它可對(duì)船運(yùn)區(qū)域進(jìn)行定期監(jiān)視，繪制海冰圖像，為海上交通提供有關(guān)風(fēng)浪的信息。陸地，可實(shí)時(shí)跟蹤土地使用方式的變化及土地沉降情況。

“哨兵”1A衛(wèi)星質(zhì)量為2.3噸（其中有效載荷質(zhì)量945千克），運(yùn)行在高度693千米，傾角98.18°的太陽(yáng)同步軌道，12天可完成一次全球觀測(cè)。其“天眼”C頻段合成孔徑雷達(dá)，由歐洲阿斯特留姆公司研制，由電子設(shè)備分系統(tǒng)和可展開(kāi)的平板相控陣天線分系統(tǒng)組成。它既有已退役的“歐洲遙感衛(wèi)星”和“環(huán)境衛(wèi)星”上合成孔徑雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)，可提供高分辨率陸地、沿海和冰的測(cè)量數(shù)據(jù)，還有它獨(dú)有的先進(jìn)之處，在仰角向和方位向，“哨兵”的天線也可提供快速掃描。在與雷達(dá)干涉測(cè)量相結(jié)合后，“哨兵”可探測(cè)到毫米級(jí)或亞毫米級(jí)地層運(yùn)動(dòng)，這是不是意味著相撲運(yùn)動(dòng)員蹦一蹦，地皮顫一顫，也會(huì)被監(jiān)測(cè)到？不明覺(jué)厲啊。

后面的“哨兵”

Stand-by

與“哨兵”1A完全相同的“哨兵”1B于2016年以后發(fā)射。不過(guò)2014年，就將發(fā)射“哨兵”2A、3A衛(wèi)星。其中“哨兵”2A是高分辨率、高重訪率的多光譜成像衛(wèi)星，由阿斯特留姆公司研制，設(shè)計(jì)壽命為7年，主要用來(lái)監(jiān)測(cè)土地環(huán)境，包括陸地植被、土壤以及水資源、內(nèi)河水道和沿海區(qū)在內(nèi)的全球陸地觀測(cè)，基本可劃為“陸軍”。

相比“哨兵”1A的2噸，“哨兵”2A只有1 100千克（其核心多光譜成像儀質(zhì)量275千克），它將運(yùn)行在高度為786千米、傾角為98.5°的太陽(yáng)同步軌道上，5天可對(duì)全球觀測(cè)一次，數(shù)據(jù)的連續(xù)性比法國(guó)“斯波特”5和美國(guó)“陸地衛(wèi)星”7衛(wèi)星更強(qiáng)。該衛(wèi)星的“天眼”多光譜成像儀，可工作在可見(jiàn)光、近紅外和短波紅外譜段。2B衛(wèi)星也將于2016年以后發(fā)射。

“哨兵”3A是全球海洋和陸地監(jiān)測(cè)衛(wèi)星，與“哨兵”1A一樣由泰雷茲-阿萊尼亞空間公司研制，主要用于監(jiān)測(cè)全球陸地、海洋植被和大氣環(huán)境。質(zhì)量為1 200千克的3A攜帶的兩只“眼”：地形學(xué)儀器用于獲取地表高度、海浪高度和海風(fēng)速度等數(shù)據(jù)，提供高精度地球表面（尤其是海洋表面）測(cè)高數(shù)據(jù)；光學(xué)儀器提供地球表面的近實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)。

“哨兵”4任務(wù)的有效載荷將在2017年和2024年分別由2顆歐洲靜止氣象衛(wèi)星 “第三代氣象衛(wèi)星”搭載升空。2014年3月28日，歐洲航天局與歐洲阿斯特留姆公司簽訂價(jià)值1.44億歐元的合同，建造一臺(tái)用于大氣研究的大型頻譜儀，它是“哨兵”5的一部分，將在2021年由歐洲極軌氣象衛(wèi)星“氣象業(yè)務(wù)”搭載升空。它們主要用于大氣化學(xué)、環(huán)境污染、臭氧及氣溶膠的全球?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。

責(zé)任編輯：武瑾媛