氣象衛星
迄今,世界各國發射近200顆氣象衛星,約占世界發射總航天器的50%。這些氣象衛星是何時入軌的呢?
“泰羅斯”號氣象衛星是美國發射的第一個試驗氣象衛星係列。從1960年至1965年間,共發射了10顆,除最後兩顆為太陽同步軌道外,其餘的軌道傾斜角為48度和58度。“泰羅斯”為美國提供了大量氣象資料,也為以後發射氣象衛星提供了寶貴經驗。美中不足的是雲圖的分辨率不高,實時性也不理想。因此美國研製了更先進的氣象衛星一一一“艾薩”號。
“艾薩”號是是第一代太陽同步軌道氣象業務應用衛星,從1966年至1969年,先後發射了九顆,軌道傾角約102度,軌道高度約1400公裏,雲圖的星下點分辨率為4公裏。
也許有人要問,太陽同步軌道是什麼軌道呢?
在生活中,常見與太陽同步現象,如我們種植的向日葵就與太陽同步。太陽同步顧名思義,即衛星總是對著太陽。如果衛星的軌道平麵繞地區自轉軸旋轉的方向與地球公轉的方向相同,衛星軌道平麵旋轉角速度等於地球公轉的平均角速度(即360度/年或0.9856度/天)時。這種衛星軌道,就是太陽同步軌道。顯然在太陽同步軌道上運行的衛星,以相同方向經過同一緯度時,當地時間是相同的,例如,衛星由南向北(上升段)經過北緯40O上空是當地時間早晨8點,以後(上升段)經過北緯40度都是當地時間早晨8點。
美國第三代太陽同步軌道氣象係列是“泰羅斯N/諾阿”衛星。它與地球靜止環境業務衛星等係列配合默契,共同組成太空“巡邏兵”,嚴密監視全球天氣變化。這個係列的第一顆衛星是1978年10月13日發射的,衛星在太空工作了28個月。以後每年發射一顆,共發射了八顆。
“泰羅斯N/諾阿”衛星,長3.7米,直徑1.9米,發射重量約1.4噸,軌道傾角”度,高度約850公裏,軌道形狀近似圓形,周期102分鍾。在太空兩顆衛星同時觀測,但彼此相隔90度。衛星攜帶的氣象觀測儀器主要有:高分辨率掃描輻射計和垂直探測器。它拍攝的雲圖等資料可以實時地傳輸給地麵,在衛星飛經地麵接收站時,再傳輸給地麵。1982年英阿馬島戰爭中,美國向英國提供大量氣象圖資料,就是由這類衛星獲得的。現在,世界上120多個國家約有1000個自動雲圖接收站、80多個高分辨率雲圖接收站,每天都在接收這類氣象衛星的雲圖。
太空“巡邏兵”的另一個成員是地球靜止環境業務衛星。它是美國第一代地球靜止軌道氣象衛星,第一顆是1957年10月16日發射的。衛星外形是一個圓柱體,高2.6米,直徑1.9米,重294公斤;工作壽命3年。衛星攜帶的氣象遙感器是可見光和紅外掃描輻射計,星下點分辨率:可見光為9oo米,紅外為8公裏。它拍攝的雲圖一幀有1280條掃描線,對連續觀測四幀以上的雲圖進行數據處理,可獲得風速和風向,風速的精度約3米/秒。衛星觀測的原始雲圖數據可及時傳送到地麵,經數據處理後,再通過衛星每隔3小時向各地廣播一次適用的雲圖資料,各地接收後便可以進行氣象預報。這類衛星還攜帶數據收集係統,可以收集一萬個地麵氣象站、海洋自動浮標和無人看守的自動氣象站所獲處的溫度、壓力、濕度等環境資料。它每半小時提供一張雲圖每天由計算機處理出1200個以上風速和風向數據,廣播400多種傳真氣象圖。在美國除海洋大氣局外,還有200多個用戶接收它的雲圖。它還為世界服務,從西起澳大利亞,東至西歐和非洲,有1200多個站接收它的資料。