基本介紹
- 中文名：重力恢復及氣候實驗衛星
- 外文名：GRACE
- 製造商：EADS阿斯特里厄姆公司
- 發射日期：2002年3月17日
- 發射地點：普列謝茨克
- 運載火箭：呼嘯號/微風KM
結構特點,技術數據,意義,
結構特點
這兩顆同樣規格的衛星的橫截面呈梯形，它們都是基於阿斯特里厄姆FLEXBUS平台設計製造的，並使用了德國CHAMP任務遺留下來的硬體設備。達兩顆衛星只是在用於對地面通信的S波段頻率和用於衛星間鏈路的k波段頻率上有所不同。兩塊主太陽能電池板傾斜地安裝於設備面板上。在“星頂”上還安裝另外兩塊太陽能電池板。星體的前端和後段用多層面板封閉。星體尾部的面板上安裝掩星GPS天線，前部面板上則安裝Ku/Ka波段的喇叭形天線。最低點和最高點的S波段天線安裝任支架上，以便將干擾降到最低。
技術數據
名稱：GRACE(重力場恢復與氣候實驗衛星)
製造商：EADS阿斯特里厄姆公司
發射日期：2002年3月17日
發射地點：俄羅斯，普列謝茨克
軌道：485公里（301英里），軌道傾角89°
運載火箭：呼嘯號/微風KM
有效載荷：加速度計(ACC)，K波段測距系統(KBR)，GPS空間接收機，雷射回射器(LRR)，星攝像裝置(SCA)，低精度地球和太陽感測器(CES)，超穩定振盪器(USO).質心調整裝置(CMT)GRACE為美德合作的雙星測地任務，也是NASA地球系統科學開拓者計畫的第一次發射任務。這次任務的總體目標是以前所未有的精度測量地區的重力場。
結構尺寸：2米×3.1米×0.7米
意義
GRACE任務將在為期5年的任務期間每隔12天～24天產生一個新的地球重力場模型。這一採樣周期可使瞬態重力場分量與靜態重力場分量分離,從而獲得高精度的重力場及其隨時間變化的模型。GRACE任務利用兩個極軌道衛星以鬆散控制的一前一後隊形編隊飛行,採集地球重力場數據。地球重力場的變化將使兩顆GRACE衛星之間的距離改變。這種變化將利用兩衛星之間的微波測量鏈路進行測量,其測距精度達微米級。對這些測量數據的分析結果將使與海洋學、大氣測量和極地冰川監視密切相關的地球科學大大發展。
2002年歐美發射的重力恢復和氣候實驗（GRACE）衛星在探測陸地水儲量變化、冰雪消融取得極大的成功，但是探測北美、北歐和南極地區的現今質量變化趨勢卻遭遇嚴重的挑戰。在末次冰期這些地區發育了巨厚的冰蓋，2萬年以來由於古冰蓋的消融，導致現今地殼回彈、地幔物質回流。這種冰川均衡調整引起的質量增加在衛星重力觀測中產生很強的干擾，甚至完全掩蓋了所探測的現今物質平衡信號，雖然GRACE發射超過十年，但在這些地區的相關研究一直沒有取得進展。
中科院測量與地球物理研究所汪漢勝研究員及其負荷研究團隊，在國家傑出青年科學基金、國家基金創新研究群體科學基金、中科院國家外專局創新團隊國際合作夥伴計畫和全球變化973項目等資助下，與加拿大卡爾加里大學胡百卓教授、瑞典國土測量局Holger Steffen博士合作，對冰川均衡調整理論進行深入研究，首次提出了GRACE聯合GPS觀測網路分離現今物質平衡信號的有效途徑，在北美中部的加拿大大草原（艾伯塔、薩斯喀徹溫和馬尼托巴省）、五大湖地區，發現過去十年陸地水量劇增，每年增加(43.0±5.0)x109噸，在北歐斯堪的納維亞半島南部也發現陸地水量增加，每年增加(2.3±0.8)x10噸。最大的水量增加出現在薩斯喀徹溫省，每年達20mm，揭示了加拿大草原1999～2005年發生極端乾旱後的水量恢復過程。
GRACE所揭示的水儲量變化均為驗潮站和井中水位觀測所證實，而且傾向於支持歐洲的WGHM水文模型。更為重要的是，這裡發現顯著陸地水量上升，意味著冰融水和降水流進海洋的量減少，因此，如果用海平面上升評估全球變化，則會低估全球變暖的回響。
該研究成果於12月2日發表在Nature Geoscience（《自然-地球科學》）上, 論文題目為《GRACE衛星重力數據揭示北美和斯堪的納維亞半島南部水儲量增加》（Increased water storage in North America and Scandinavia from GRACE gravity data DOI: 10.1038/NGEO1652），該成果被選為Research highlight（研究亮點），同時入選與該期刊同期的Nature Climate Change共同網路焦點（水資源利用）。
該研究所提出的途徑能夠從GRACE衛星重力信號中排除冰川均衡調整的巨大幹擾，從而有效分離出相關研究地區水儲量變化及其趨勢，所給出的結果有利於了解北美北歐當前知之甚少的區域水儲量變化趨勢，進一步顯示了衛星重力探測地球系統質量變化與遷移的巨大能力。該研究對了解地球系統質量變化和遷移，特別是對於全球水循環及其與大氣圈、水圈和海洋的交換過程，具有重要創新性貢獻，也對水資源利用和海平面上升等研究具有重要意義。
