為了獲得對地球大氣的最佳測量，有時必須離開地球。今年11月，“前哨-6號”邁克爾·弗賴里奇（Sentinel-6 Michael Freilich）太空船將做到這一點。前哨-6不僅僅用于海平面高精度測量，還將GNSS-RO（無線電掩星技術）用于天氣和氣候監測。
噴氣推進實驗室的消息。當名為“前哨-6號”邁克爾·弗賴里奇的衛星于今年11月發射時，其主要重點將是以極高的精度監測海平面的上升。但是，航天器上的儀器還將提供大氣數據，從而改善天氣預報、跟蹤颶風并加強氣候模型。“我們使用Sentinel-6的基本目標是測量海洋，但我們能增加的價值越多，越好。”位于南加州的NASA噴氣推進實驗室的項目任務科學家喬希·威利斯說。“我們并不是每天都發射一顆衛星，因此收集有關我們的海洋和大氣層的更有用的數據會帶來好處。”Sentinel-6邁克爾·弗里利希（Michael Freilich）是美國和歐洲的合作伙伴，是構成哥白尼Sentinel-6 / Jason-CS（服務連續性）任務的兩顆衛星之一。該衛星的雙胞胎Sentinel-6B將于2025年發射，以接替其前身。該航天器將一起加入TOPEX / Poseidon和Jason系列衛星，這些衛星已經收集了近三十年的精準海平面測量值。進入軌道后，每顆Sentinel-6衛星將收集全球90％的海洋直至厘米級精度的海平面測量值。
Sentinel-6 Michael Freilich航天器于2019年在其德國Friedrichshafen的制造商空中客車公司接受測試。白色GNSS-RO儀器可見于航天器正面的左上方。（照片：空中客車公司）
噴氣推進實驗室（JPL）開發的儀器。測量海平面的同時，他們還將通過GNSS-RO深入到地球大氣層，以收集高度準確的全球溫度和濕度信息。該航天器的GNSS-RO儀器由JPL開發，可跟蹤來自導航衛星的無線電信號，以測量地球大氣層的物理特性。當無線電信號通過大氣層時，它會變慢，頻率會發生變化，并且路徑會彎曲。這種效應稱為折射，科學家可以用來測量大氣物理特性（例如密度，溫度和濕度）的微小變化。Sentinel-6 Michael Freilich進行的精確全球大氣測量將補充已經在太空中的其他GNSS-RO儀器進行的大氣觀測結果。具體來說，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的國家氣象局氣象學家將利用Sentinel 6的GNSS-RO的見解來改善天氣預報。
此外，GNSS-RO信息還將提供長期數據，可用于監視我們的大氣如何變化以及完善用于預測未來氣候的模型。該任務的數據將有助于跟蹤颶風的形成和支持模型，以預測風暴的傳播方向。我們收集的關于颶風形成的數據越多（風暴可能在何處降落），在幫助當地減輕災害和支持疏散計劃方面就越有幫助。
無線電掩星的簡史。1965年，航天器飛越火星時，美國國家航空航天局的水手4號任務首次使用了無線電掩星技術。從我們的角度來看，當它從紅色星球后面經過時，地球上的科學家們發現它們穿過大氣層時，其無線電傳輸出現了輕微的延遲。通過測量這些無線電信號的延遲，他們能夠對火星大氣層進行首次測量，并發現它與地球的厚度相比有多薄。到1980年代，科學家已開始測量來自繞地球運行的導航衛星的無線電信號的微小延遲，以更好地了解我們的地球大氣層。從那以后，許多無線電掩星儀被發射了。 Sentinel-6 Michael Freilich將加入六顆COSMIC-2衛星，成為其中最先進的GNSS-RO儀器。“ Sentinel-6儀器本質上與COSMIC-2相同。與其他無線電掩星儀相比，它們具有更高的測量精度和更大的大氣穿透深度。”日本宇航局GNSS-RO的科學家奇?奧（Chi Ao）說道。
GNSS-RO基礎。GNSS-RO儀器的接收器可在導航衛星無線電信號下降到地平線以下或從地平線上升時對其進行跟蹤。他們可以從大氣的垂直范圍（從最上層到幾乎一直到地面）通過厚厚的云層檢測這些信號。這很重要，因為天氣現象是從大氣的所有層出現的，而不僅僅是從我們體驗其影響的地球表面附近出現的。“可以通過儀器測量無線電信號的微小變化，這與大氣密度有關，” 奧說。“然后我們可以通過大氣層精確確定溫度、壓力和濕度，這使我們對地球的動態氣候和天氣有了不可思議的洞察力。”但是，從軌道上探測整個大氣垂直剖面如此重要的另一個原因是：精度。氣象學家通常從各種來源收集信息，從氣象氣球到飛機上的儀器。但是有時候科學家需要補償數據中的偏差。例如，飛機上溫度計的空氣溫度讀數可能會因飛機各部分散發出的熱量而具有偏差。選中一個模板，出現的黑色方框標志著選中的范圍
GNSS-RO數據不同。該儀器在接近真空的最高層收集導航衛星信號。盡管每項科學測量都存在誤差源，但在那個高度上，信號沒有折射，這意味著存在幾乎無偏差的基線，可以與大氣基線進行比較，以最大程度地減少數據收集中的噪聲。奧說，作為軌道上最先進的GNSS無線電掩星儀器之一，它還將成為太空中最精確的大氣溫度計之一。
更多任務。哥白尼Sentinel-6 / Jason-CS由歐洲航天局（ESA）、歐洲氣象衛星開發組織（EUMETSAT）、美國國家航空航天局（NASA）和美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）聯合開發，并由歐洲委員會提供資金支持，還得到法國國家空間研究中心（CNES）的支持。將發射的第一顆Sentinel-6 / Jason-CS衛星是以美國國家航空航天局地球科學部的前主管邁克爾·弗賴里奇的名字命名的。它將跟隨2016年發射的美國和歐洲最新的海平面觀測衛星Jason-3，后者目前正在提供數據。
NASA對Sentinel-6 / Jason-CS任務的貢獻是為兩枚Sentinel-6衛星中的每一種提供了三種科學儀器：先進微波輻射計、GNSS-RO和激光后向反射器陣列。NASA還提供發射服務，支持NASA科學儀器運行的地面系統，其中兩種儀器的科學數據處理器以及對國際海洋表面地形科學團隊的支持。
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