太空探索：雙航天器在地球變化的水中稱重！

一對新的航天器將觀測我們這個星球不斷變化的水循環，冰蓋和地殼，這是5月19日星期六加州發射的最後準備工作。重力恢復和氣候實驗隨後（GRACE-FO）美國宇航局與德國地球科學研究中心（GFZ）之間的合作伙伴關係將在2017年完成其為期15年的任務後接管第一個GRACE任務。

GRACE-FO將繼續監測地球大氣層，海洋，陸地和冰蓋內以及固體地球內部的質量分佈的月度變化。這些數據將為地球不斷變化的氣候，地球系統過程乃至某些人類活動的影響提供獨特的見解，並將為社會帶來深遠的利益，例如改善水資源管理。

“水對於地球上生命的各個方面至關重要 - 健康，農業，維持我們的生活方式，”GRACE-FO科學負責人兼美國宇航局噴氣推進實驗室主任Michael Watkins在加利福尼亞州帕薩迪納市表示。“在你能夠測量它之前，你無法很好地管理它.GRACE-FO提供了一種獨特的方法來測量水的許多階段，使我們能夠更有效地管理水資源。”

與GRACE一樣，GRACE-FO將使用創新技術觀察無法直接從太空中看到的東西。它利用水的重量來測量它的運動 - 甚至隱藏在地球表面以下的水。GRACE-FO將通過非常精確地測量由大量水，冰和固體地球的運動引起的地球重力場形狀的變化來實現這一目標。

沃特金斯說：“當水在地下時，不可能直接從太空中觀察。沒有你可以拍攝的照片，或雷達可以從地面反射來測量深水中的變化。” “但它有質量，GRACE-FO幾乎是我們在大尺度上觀測它的唯一方法。同樣，跟蹤極地冰蓋總質量的變化也很困難，但GRACE-FO基本上是'在它們下面擴展以跟蹤它們隨時間的變化。“

發現的遺產!

GRACE-FO將GRACE數據記錄再延長五年，並擴大其科學成就的遺產。GRACE記錄了格陵蘭島和南極冰蓋以及山地冰川的持續質量損失。豐富的數據揭示了影響海平面上升的關鍵過程，短期變化和長期趨勢，有助於改善海平面預測。GRACE數據得出的土地總儲水量估算，從深層含水層的地下水變化到土壤溼度和地表水的變化，為水資源管理者提供了衡量乾旱影響和監測和預測洪水的新工具。

GRACE數據也被用於推斷深海洋流的變化，這是地球氣候的驅動力。它的大氣溫度剖面數據來源於測量GPS衛星星座信號在大氣層中傳播並由GRACE衛星上的天線接收時的信號，這些數據為美國和歐洲的天氣預報產品做出了貢獻。GRACE數據甚至被用於測量固體地球本身的變化，包括地球地殼對自上次冰河時代以來冰川退縮的反應，以及大地震的影響。

藝術家對美國宇航局/德國地球科學研究中心（GFZ）重力恢復和氣候實驗後續（GRACE-FO）任務的雙航天器的說明。GRACE-FO將通過監測地球上質量分佈的變化，繼續跟蹤地球水循環的演變。

根據JPL的GRACE-FO項目科學家Frank Webb的說法，新任務將為長期氣候相關的質量變化提供寶貴的觀測資料。“確定觀察到的多年趨勢是否代表質量平衡的長期變化的唯一方法是延長觀察的長度，”韋伯說。

軌道上的貓和老鼠！

與其前身一樣，兩個相同的GRACE-FO衛星將作為單一儀器運行。這些衛星繞地球運行約137英里（220公里），初始高度約為305英里（490公里）。每顆衛星不斷向另一顆衛星發送微波信號，以準確測量它們之間距離的變化。當它們飛越巨大的地球特徵，例如山脈或地下含水層時，該特徵的引力拉動衛星，改變它們之間的距離。通過以令人難以置信的精確度跟蹤其間隔距離的變化 - 小於人類頭髮的厚度 - 衛星能夠映射這些區域重力變化。

GPS接收器用於跟蹤每個航天器相對於地球表面的位置，並且機載加速度計記錄航天器上的非重力，例如大氣阻力和太陽輻射。將這些數據結合起來，生成全球重力區域變化和相應的近地表質量變化的月度圖，主要反映地球大氣，海洋，陸地和冰蓋中水團分佈的變化。