哥白尼吹响欧洲卫星集结号

土星

2014年4月3日，欧洲航天局从法属圭亚那库鲁发射基地用联盟-ST火箭成功发射“哨兵”1A（Sentinel-1A）卫星，被媒体称之为“发射了有史以来最雄心勃勃地球观测计划的首颗卫星”，从而拉开了欧洲“哥白尼”计划的序幕。

“哥白尼”计划

“哥白尼”计划（Copernicus Project），原名为“全球环境与安全监测” （GEMS，Global Monitoring for Environment and Security）计划。2003年，由欧洲委员会和欧洲航天局正式启动。2012年12月11日，欧洲委员会副主席兼企业与工业委员安东尼奥·塔亚尼在欧盟竞争理事会会议上宣布将该计划更名为“哥白尼”，以提高公众对地球观测计划的认知。

“哥白尼”是欧盟继“伽利略”之后又一项重大的军民两用航天发展计划。与“伽利略”主要为构建卫星导航系统不同，“哥白尼”计划旨在整合欧洲各国的卫星观测力量，形成综合而强大的观测网络并提供运营服务。

“哥白尼”的首要任务是监测全球环境，包括陆地和海洋环境，帮助欧洲满足其安全需求，应对欧洲及世界其他地区的自然灾害和环境事故。该计划还将包含为欧洲外交政策、民防、维和行动等提供资讯，甚至超越纯民用范畴，用于军事。军民两用一体化技术将提高卫星数据的利用效率。它通过对欧洲及非欧洲国家（第三方）现有和未来将发射的对地观测卫星数据及对现场观测数据进行协调管理和集成，实现全球环境与安全实时动态监测。

“伽利略”是从零开始发射卫星，构建导航体系，而“哥白尼”重在整合和管理现有和未来将发射的，几乎所有欧洲国家对地观测卫星。可以想见，该计划一旦运作起来，实力相当惊人。不知是否也会像尼古拉·哥白尼的日心说那样，开创一个新的纪元，这次是在观测和监控地球这个领域。

强大的天眼系统

哥白尼说，太阳是中心。“哥白尼”计划说，我们以地球为中心。

所有的欧洲对地观测卫星们，将被“哥白尼”指挥官统一管理了，稍息立正齐步走，服从命令听指挥。不但是天上的卫星，地面数据接收处理系统也将同时被收编，使欧洲对地观测卫星基础设施得到最充分共享和高效利用。

除了吸纳现有资源，该计划还十分重视新的欧洲自主对地观测信息源建设，将其作为欧盟环境管理和区域安全保障的战略信息资源。2013年3月，欧洲各国领导人同意在2014～2020年度财政框架（MFF）内纳入“哥白尼”计划，MFF将分配给“哥白尼”计划37.86亿欧元（与伽利略计划预计投入36亿欧元基本持平），包括GMES服务、原位组件（陆海空传感器网络）、太空组件，以确保对该计划长期运行阶段的投资。

直观地来看，欧洲航天局的卫星、欧洲气象卫星组织的气象卫星、欧洲各国及第三方运营的民用和军民两用对地观测卫星，都将被纳入“哥白尼”计划。除了天上现有的，欧洲航天局还将专门为该计划研制 “哨兵”系列卫星。该系列卫星不会重复欧洲航天局成员国已经计划开展的航天项目，而是有效补充其能力。

上述卫星们只是“哥白尼”计划的空间组成部分，除此之外还包括现场观测、数据集成和信息管理、应用与运营服务3个部分。

现场观测听上去似乎跟航天计划距离略远，因为这些实施现场观测的所有地基、空基、船载设备及浮标测量装置都在大气层内。可将其纳入整个对地观测体系，通过分析现场观测数据中的光谱特征和其他参数，可以校正和确认天基遥感数据，并能为卫星遥感器的设计提供参考。长期连续的现场观测一直是欧洲环境监测的主要手段之一，并为欧洲政策和决策的制定提供有效的观测数据支持。

太空中的首位“哨兵”

这次率先升空的“哨兵”1A卫星由泰雷兹-阿莱尼亚空间公司研制，用于接替刚刚失效的欧洲“环境卫星”卫星，以保持欧洲高分辨率雷达成像观测数据的连续性。该卫星采用意大利“多应用可重构平台”（PRIMA），设计寿命7.25年，燃料可维持12年。因搭载先进的C频段合成孔径雷达，“哨兵”1A功能强大。能在任何天气情况下，不分昼夜提供欧洲、加拿大和极区的陆地和海洋表面实时图像，在发生危机时（例如洪水或地震），能对其进行快速响应。海上，它可对船运区域进行定期监视，绘制海冰图像，为海上交通提供有关风浪的信息。陆地，可实时跟踪土地使用方式的变化及土地沉降情况。

“哨兵”1A卫星质量为2.3吨（其中有效载荷质量945千克），运行在高度693千米，倾角98.18°的太阳同步轨道，12天可完成一次全球观测。其“天眼”C频段合成孔径雷达，由欧洲阿斯特留姆公司研制，由电子设备分系统和可展开的平板相控阵天线分系统组成。它既有已退役的“欧洲遥感卫星”和“环境卫星”上合成孔径雷达的优点，可提供高分辨率陆地、沿海和冰的测量数据，还有它独有的先进之处，在仰角向和方位向，“哨兵”的天线也可提供快速扫描。在与雷达干涉测量相结合后，“哨兵”可探测到毫米级或亚毫米级地层运动，这是不是意味着相扑运动员蹦一蹦，地皮颤一颤，也会被监测到？不明觉厉啊。

后面的“哨兵”

Stand-by

与“哨兵”1A完全相同的“哨兵”1B于2016年以后发射。不过2014年，就将发射“哨兵”2A、3A卫星。其中“哨兵”2A是高分辨率、高重访率的多光谱成像卫星，由阿斯特留姆公司研制，设计寿命为7年，主要用来监测土地环境，包括陆地植被、土壤以及水资源、内河水道和沿海区在内的全球陆地观测，基本可划为“陆军”。

相比“哨兵”1A的2吨，“哨兵”2A只有1 100千克（其核心多光谱成像仪质量275千克），它将运行在高度为786千米、倾角为98.5°的太阳同步轨道上，5天可对全球观测一次，数据的连续性比法国“斯波特”5和美国“陆地卫星”7卫星更强。该卫星的“天眼”多光谱成像仪，可工作在可见光、近红外和短波红外谱段。2B卫星也将于2016年以后发射。

“哨兵”3A是全球海洋和陆地监测卫星，与“哨兵”1A一样由泰雷兹-阿莱尼亚空间公司研制，主要用于监测全球陆地、海洋植被和大气环境。质量为1 200千克的3A携带的两只“眼”：地形学仪器用于获取地表高度、海浪高度和海风速度等数据，提供高精度地球表面（尤其是海洋表面）测高数据；光学仪器提供地球表面的近实时测量数据。

“哨兵”4任务的有效载荷将在2017年和2024年分别由2颗欧洲静止气象卫星 “第三代气象卫星”搭载升空。2014年3月28日，欧洲航天局与欧洲阿斯特留姆公司签订价值1.44亿欧元的合同，建造一台用于大气研究的大型频谱仪，它是“哨兵”5的一部分，将在2021年由欧洲极轨气象卫星“气象业务”搭载升空。它们主要用于大气化学、环境污染、臭氧及气溶胶的全球实时动态环境监测。

责任编辑：武瑾媛