SeaHawk衛(wèi)星：對(duì)前一個(gè)時(shí)代的回顧，也是對(duì)未來(lái)的一瞥

2018年12月發(fā)射的SeaHawk就是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性飛船，在它飛入軌道的時(shí)候有很多東西需要證明。

在一些工程師設(shè)想的未來(lái)中，衛(wèi)星可能更小、更便宜，由鞋盒大小的航天器組成的星座共同完成曾經(jīng)由冰箱或汽車(chē)大小的航天器完成的工作。其中一些將在公私合營(yíng)中建造。在過(guò)去的幾年里，這種CubeSat已經(jīng)發(fā)射，SeaHawk則是這一新系列的一部分。

SeaHawk是一個(gè)非常小的衛(wèi)星，旨在監(jiān)測(cè)海洋顏色和沿海生態(tài)系統(tǒng)。它的尺寸只有10厘米×10厘米×30厘米，在高度為585公里的極地軌道上飛行。這項(xiàng)任務(wù)由私人資助，硬件由北卡羅來(lái)納大學(xué)威爾明頓分校、斯基達(dá)威海洋學(xué)研究所、Cloudland Instruments和AAC-Clyde Space的一個(gè)團(tuán)隊(duì)建造和管理。NASA的科學(xué)家們協(xié)助開(kāi)發(fā)并在此后努力將數(shù)據(jù)與其他海洋顏色數(shù)據(jù)集整合。

根據(jù)NASA海洋科學(xué)家Gene Feldman的說(shuō)法，該團(tuán)隊(duì)的主要目標(biāo)是證明科學(xué)上準(zhǔn)確的海洋顏色數(shù)據(jù)可以通過(guò)CubeSat收集。在過(guò)去的一年里完成了這一目標(biāo)后，SeaHawk團(tuán)隊(duì)又制定了新的目標(biāo)。他們目前正在試圖證明他們可以連續(xù)多天收集同一片水域的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

上面的自然色圖像則是由HawkEye立方體衛(wèi)星上的鷹眼傳感器在2022年3月3日至8日獲得。盡管SeaHawk圍繞地球的軌道每天都會(huì)發(fā)生幾度的經(jīng)度變化，但任務(wù)操作人員通過(guò)在每個(gè)新高架橋上稍微傾斜衛(wèi)星，能連續(xù)六天觀察澳大利亞海岸線的同一片區(qū)域。

曾幾何時(shí)，科學(xué)家們認(rèn)為每隔幾天獲得一次廣泛的海洋圖像已經(jīng)足夠，這幾乎是革命性的。他們開(kāi)始在大范圍內(nèi)觀察海洋并勾勒出大的模式和節(jié)奏。Feldman表示，但今天，他們想要的是精細(xì)的細(xì)節(jié)。在過(guò)去，只需要說(shuō)“每年的這個(gè)時(shí)候，海洋中的浮游植物都會(huì)大量繁殖”，但現(xiàn)在，科學(xué)家們希望看到每天發(fā)生的事情，有時(shí)是每小時(shí)發(fā)生的事情。在沿海水域或內(nèi)陸湖泊出現(xiàn)有毒藻類水華的情況下，這些信息對(duì)人類和漁業(yè)的安全非常重要。每天的測(cè)量結(jié)果對(duì)在船上工作的研究人員也非常有用，因?yàn)樗麄円芯恳粋€(gè)特定的區(qū)域，甚至是海洋中的一個(gè)移動(dòng)特征。

其他海洋觀測(cè)衛(wèi)星儀器如海洋觀測(cè)寬視場(chǎng)傳感器(SeaWiFS)、中分辨率成像光譜儀(MODIS)或可見(jiàn)光紅外成像輻射儀套件(VIIRS)，它們都可以每天觀測(cè)大部分的海洋。但由于它們直視地球，所以太陽(yáng)光在水面上的反射會(huì)使人們難以分辨顏色和特征。然而通過(guò)從一個(gè)角度觀察，SeaHawk已經(jīng)消除了這些光效應(yīng)。

另外，SeaHawk上的小型HawkEye成像器的空間分辨率比MODIS和VIIRS要高得多--前者是后者的10倍。并且該成像器是根據(jù)海洋獨(dú)特的光線特性進(jìn)行校準(zhǔn)的。

HawkEye自發(fā)射以來(lái)已經(jīng)收集了4000多張圖像，目前每周收集約100張新圖像。這些數(shù)據(jù)正在跟NASA的其他海洋顏色數(shù)據(jù)集進(jìn)行整合和存檔--這可能是任何立方體衛(wèi)星任務(wù)中的第一次。該團(tuán)隊(duì)接受科學(xué)界成員的成像要求，他們?cè)诶^續(xù)擴(kuò)展多日重復(fù)成像的極限。

Feldman說(shuō)道：“我們的目標(biāo)從一開(kāi)始就是將這項(xiàng)任務(wù)納入我們?cè)谶^(guò)去25年中為支持海洋顏色衛(wèi)星而建立的基礎(chǔ)設(shè)施并證明立方體衛(wèi)星可以被當(dāng)作一個(gè)正常的、可信的科學(xué)任務(wù)。我們已經(jīng)證明了這一點(diǎn)，我們做夢(mèng)也沒(méi)想到這顆小衛(wèi)星在三年后仍在運(yùn)行，更不用說(shuō)展示我們?cè)陂_(kāi)發(fā)過(guò)程中從未設(shè)想過(guò)的新功能。而且由于它們更小、更便宜，因此將更容易快速地調(diào)整第二代和第三代CubeSats系列以利用我們所學(xué)到的東西。”