美国国家航空航天局"PACE"走完漫长而曲折的发射之路 成功升空

美国东部时间2月8日星期四凌晨1:33，NASA的PACE（浮游生物、气溶胶、云层、海洋生态系统）航天器搭乘SpaceX公司的猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角太空站的40号太空发射综合体发射升空。图片来源：美国国家航空航天局电视台

美国太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰9号火箭将从卡纳维拉尔角太空站发射升空，携带刚刚发射的PACE卫星，即浮游生物、气溶胶、云层海洋生态系统的简称。一旦进入地球上空 676 公里（420 英里）的轨道，这颗最新加入 NASA 地球观测器舰队的卫星将用100 多种波长的光 观测海洋和陆地表面，从红外线到可见光谱再到紫外线。它还将通过观察光的反射和散射（使用一种类似于通过偏振太阳镜观察的方法）来检查空气中的微小颗粒。

结合新卫星的测量结果，科学家和市民将能更详细地了解海洋表面附近的生物、大气中气溶胶（如灰尘、野火烟雾、污染和海盐）的成分和丰度，以及两者如何影响气候变化和受气候变化的影响。

对于美国国家航空航天局和海洋科学界来说，PACE 的发射将是 9 年或 46 年工作的顶点。

杰里米-沃德尔（Jeremy Werdell）说："我有超过50%的可能会在发射时泪流满面，"他自1999年起在美国宇航局戈达德太空飞行中心担任卫星海洋学家，自2015年起担任PACE的项目科学家。他说："我们是站在前几次任务以及领导这些任务的人们的肩膀上。这是一段漫长而非凡的旅程"。

美国航天局首次尝试测量海洋颜色可追溯到 1978-1986 年期间在 Nimbus 7 号卫星上飞行的海岸带颜色扫描仪（CZCS）仪器。1997 年，该机构在 OrbView-2 号卫星上发射了海洋观测宽视场传感器。SeaWiFS 收集海洋数据的工作一直持续到 2010 年，它从根本上改变了我们对浮游植物--微小、漂浮、类似植物的生物--的认识，它们是海洋中的"草"。该传感器是 PACE 上新的海洋色彩仪器（OCI）的前身。

其他仪器和团队也观测到了海洋的颜色。NASA 的 Terra 和 Aqua 卫星上的中分辨率成像分光仪 (MODIS) 仪器自 2000 年和 2002 年以来一直在航行，补充并扩展了 SeaWiFS 开始的记录。最近，Suomi-NPP、NOAA-20 和 NOAA-21 号卫星上的可见光红外成像辐射计套件（VIIRS）仪器提供了广阔的海洋颜色视角。其他一些仪器--如沿海海洋高光谱成像仪（在空间站上飞行）、鹰眼（在 SeaHawk 立方体卫星上）和碳评估海洋辐射计（在美国宇航局的研究飞机上飞行）--帮助研究人员测试了观察海洋的新方法。

对于大气科学家来说，通往 PACE 的道路也可以追溯到几十年前。20 世纪 70 年代末，高级甚高分辨率辐射计（AVHRR）首次提供了气溶胶光学深度的一些数据，这是衡量漂浮在我们天空中的尘埃和微粒数量的一种方法。后来，科学家们开始利用地球仪上的多角度成像光谱辐射计和 MODIS 仪器，每天在世界各地测量这些颗粒。Aura 卫星上的 OMI 仪器和 Suomi-NPP 卫星上的后继 OMPS 仪器提供了气溶胶的其他独特视角。HARP 仪器于 2019-2022 年期间在立方体卫星上飞行，对现在作为 HARP2 在 PACE 上飞行的技术进行了直接测试。

PACE 的起源大约始于 2007 年。美国国家航空航天局（NASA）和其他联邦机构要求美国国家研究委员会研究并提出从太空研究地球的新工具和测量方法。他们的报告（称为"十年调查"）推荐了一项任务，最终促成了 PACE 任务的 A（侵蚀溶胶）和 C（响声）部分。新的海洋颜色传感器的灵感来自美国航天局 2010 年提出的一项气候倡议。

到2012年，NASA的科学家和工程师开始勾勒PACE的粗略构想，2014年，更广泛的科学界开始深入研究细节。到2015年，NASA戈达德开始为新任务招聘人员--包括杰里米-沃德尔--到2016年，该机构宣布正式开发PACE任务。

从 2016 年的那一刻（即关键决策点 A）到本周的发布，数百人付出了数千小时的努力......其中包括在全球大流行中工作数月，以及有条不紊、深思熟虑地测试每一个想法、每一个设计和每一个部件。

美国国家航空航天局的 PACE（浮游生物、气溶胶、云层、海洋生态系统）航天器在地球上空运行。图片来源：NASA GSFC