GOCE衛星

Goce衛星是地球重力場和海洋環流探測衛星的簡稱，是歐洲航天局研製和發射的最先進的探測衛星之一，被認為是歐洲首顆利用高精度和高空間解析度技術提供全球重力場模型的衛星，重約1噸，屬於低軌道衛星，裝備有一套能夠對地球重力場的變化進行三維測量的高靈敏度重力梯度儀，歐洲航天局可根據Goce衛星收集的數據繪製一幅高清晰度地球水準面和重力場圖，以便於對地球內部結構進行深入研究。

基本介紹

• 中文名：GOCE衛星
• 軌道高度：295km
• 軌道傾角：96.7度
• 軌道周期：1.6小時

發射背景

在歐盟的直接授意下，歐洲航空局內部在1999年就成立了負責監控全球變暖的相關機構———地球觀測計畫，而按照該計畫負責人吉羅姆·伯基諾的說法，Goce衛星只是歐空局地球觀測龐大計畫的第一步，2009年內計畫發射三顆衛星，三顆衛星分工各有不同，所以它們發射的時間差異也並不會影響到整個地球觀測計畫的運行。

衛星介紹

GOCE衛星是由歐洲航空局委託歐洲航天防務公司旗下的阿斯特里姆公司和俄羅斯Khrounitchev宇航中心聯合生產，將主要負責重力檢測和洋流觀測分析，也是歐盟應對全球變暖現象整體措施中的一部分。該衛星是由一個八邊形的太空飛行器組成，大約5米長，直徑1米，裝有固定的太陽能電池板。

Goce衛星提供的數據將有助於研究洋流、海平面、南北極冰蓋變化，以及火山和地震活動情況，有助於推進對全球氣候變化問題的研究。莫斯科時間2009年3月17日17時21分,由俄羅斯“轟鳴”號運載火箭從普列謝茨克發射場發射升空。Goce衛星原定於2008年9月發射，但由於運載火箭屢次出現故障，發射日期被一推再推。Goce衛星發射之後，歐洲航天局還將根據“生命星球”(LivingPlanet)計畫發射一系列地球探測衛星，對地球大氣、生物圈、水圈、低溫層和地殼內部進行研究。

2010年，Goce任務團隊在美國地球物理學會學術大會上宣布，Goce衛星的使用壽命可能會遠遠超過預期。這顆衛星的使用壽命之所以大大延長，是因當前太陽活動異常安靜的結果。在太陽活動強度減弱期間，地球大氣覆蓋區域減少，這意味著衛星不會遭受過多的拉力影響。

歐洲航天局估計Goce衛星的使用壽命約為兩年，但是根據當前的太陽活動強度，它可以在軌飛行5年時間，不間斷收集科學數據。

弗洛博格哈根博士說：“Goce衛星發射後在軌經歷的空氣阻力不同於所有模型在發射前預測的空氣阻力。這意味著在引力場測量方面不僅涉及大量新科學，而且在作用於Goce衛星的地球表面的測量數據方面也是如此。所以，我們計畫通過這次任務生成另一個產品，幫助製作熱層模型的研究人員，從而可以模擬高層大氣層的空氣密度。”

衛星參數

軌道高度：295km

軌道傾角：96.7度

軌道周期：1.6小時

偏心率：0.0

預期壽命：2年

任務目的

主要任務

人們通常認為地球上的重力在各處是均勻分布的，但由於地球自轉、山脈和海溝的影響、地球內部密度分布的變化等因素，造成各處的基本重力不同。在兩個半年的觀測周期中，GOCE將繪製有關的重力細節地理分布圖，最終構建大地水準面模型—理想化全球海洋靜止平面圖，該模型對於海洋環流和海平面變化的精確測量至關重要。此外，通過提供高度信息全球參照系，該模型還將被套用於測量和測高等實際領域。

科研目的

測定地球重力場極高的精度到1mGal（1mGal=10-5m/s2）；確定大地的水準面精度在1—2cm；並且為了實現上述的空間解析度優於100公里。它是一顆地球重力場和海洋環流探測衛星，這顆衛星可對地球重力場每一分鐘的變化進行三維測量。這樣可以利用它收集更多的數據，更好地了解海洋的運動情況。

科研成果

地球引力分布圖

2010年7月，GOCE衛星發布了一幅非常詳盡且壯觀的地球引力分布圖。地圖顯示了根據引力定義的地球表面，展示了每個調查點的平均引力高度差異。如果把一個球放在上面，它不會四處亂滾，因為地球各地的引力基本一致。引力明顯差異的地區是在印度洋的深海和冰島附近的高地，證明地球並不是密度均勻的球體。還沒人知道這種引力異常是否對應於已知的地理現象，是否表明重金屬礦的存在，或是該地是地幔薄弱的熱點區域。

歐航局發表公報說，這幅圖是根據Goce衛星2009年11月和12月收集的數據繪製的，它內容精確，能夠反映地球重力場極其微小的變化。

Goce項目顧問團主席賴納·魯梅爾說，圖像為科學家們提供了很多前所未知的新信息，可以說，Goce正在改變人們對地球重力場的認識。

截獲地震波信號

科學家們一直相信，大地震會產生極低頻聲波或次聲波。但此前地球軌道上的宇宙飛船一直沒有能力將其記錄下來。

2013年3月10日，美國《地球物理學研究快報》報導稱，GOCE衛星於2011年3月11日兩度接收到日本大地震信號。第一次是在太平洋上空，當時距地震發生大概半小時。25分鐘後，當它抵達歐洲上空時，這一信號再次出現。歐空局的盧恩博士解釋說“GOCE上的加速計比先前的儀器敏感100多倍。”

事故

2010年2月，Goce衛星主計算機的晶片問題迫使操作員切換到備份計算機系統。

2010年7月8日，GOCE衛星無法向地面接收站傳回科學數據。通過GOCE仍能緩慢傳回地面站的數據，軟體補丁訪問到了排除故障的信息，衛星最終得以修復。這一新信息使得團隊加深了對所有星載系統狀態的認識。作為行動計畫的一部分，電腦下地板的溫度被提升約7℃，使得正常通信得以恢復。為了應對通信系統以後可能出現同樣的故障，相應的計畫正在制定。

墜落

該顆衛星原始重量為1噸，是由歐洲航天局（ESA）於2009年3月發射升空，進而圍繞地球飛行。2013年10月中旬，“GOCE”衛星燃料耗盡，隨之慢慢墜落，偏離運行軌道。預計於11月10日午夜著陸到地球表面。

“GOCE”衛星的模擬圖

當地時間2013年11月8日，位於法國巴黎的歐洲航天局對外預計，“GOCE”衛星重新進入大氣層，隨後在2013年11月10日至11月11日這段時間，分解成諸多碎片，隨後墜落至地球表面以上80公里處。2013年11月8日早些時候，“GOCE”衛星位於地球表面以上170公里處，這個高度比它燃料耗盡時的位置低約50公里。

衛星質量達到1.2噸，墜落後大部分殘骸將在大氣層中燒毀，大約只有25%左右會抵達落到地球上。考慮到衛星碎片預計在很小區域內著陸（大約15平方米）以及整個地球的人口密集度為每平方公里14人，所以被衛星碎片擊中的可能性很小。歐洲航天局還提到，事實上，以舊衛星碎片形式出現的太空垃圾不斷墜落到地球上。然而，平常人被隕石擊中的幾率是被太空碎片擊中幾率的三倍。

歐洲航天局表示，歐洲“地球重力場和海洋環流探測衛星已重新進入地球大氣層，並在降落過程中燃燒解體。GOCE衛星在進入大氣層的過程中，大部分都將燃燒殆盡，剩下的一些碎片殘骸預計會落到從東亞至西太平洋至南極洲這一地區。

歐洲空間局說，GOCE衛星的剩餘部分沒有造成傷害，墜入南大西洋。在衛星返回地球時，沒有出現人員傷亡或財產損失的報告。