NASA研发新仪器助力火山爆发和空气质量监测

2022年2月20日，美国国家航空航天局（NASA）发布消息称，将于5月发射 “Nanosat大气化学高光谱观测系统（NACHOS）”，其将成为最小、最高分辨率的天基仪器，专门监测大气中的二氧化硫（SO2）和二氧化氮（NO2）等痕量气体，为未来的地球观测铺平道路，该系统不仅有助于预测火山爆发，还可以监测特定城市，社区甚至单个发电厂周围的空气质量。

自然和人为来源的大气痕量气体为科学家提供有关地球系统的独特见解。例如，通常由燃烧化石燃料产生的二氧化氮会对人类健康产生负面影响，并且可以作为人类活动产生的二氧化碳的示踪剂。但是，监测痕量气体需要足够灵敏的仪器来收集高分辨率数据。传统上，这意味着创建配备全套强大传感器的更大卫星。研究人员称，虽然目前先进在轨仪器已经在收集大气痕量气体数据，但其运行和维护成本很高。如果要强化这种科学能力，需要一个更具成本效益的解决方案。此次新研发的NACHOS只有6 kg重，体积约为300 cm3。除了配备能够收集高分辨率数据的超紧凑型高光谱成像仪外，NACHOS还使用板载处理算法（onboard processing algorithms），这既减少了数据传输的大小，也减少了将这些数据传输回地球所需的时间。这些算法在小型计算机上运行良好，在不增加仪器尺寸或重量的情况下为NACHOS提供了强大的计算能力。因此，更高功率和更少的重量使NACHOS与众不同，使其成为未来大气痕量气体监测任务的绝佳候选者。

研究人员介绍称，NACHOS是Northrop Grumman公司执行国际空间站的第17次补给任务的一部分。NACHOS将一直被部署在天鹅座航天器（Cygnus spacecraft）上，直到2022年5月。该航天器将从国际空间站起飞，并在货运航天器重新进入地球大气层之前将NACHOS置于近地轨道。研究团队将利用3个月的时间调试NACHOS，然后开始其技术验证和科学任务，预计NACHOS将在轨道上停留约1年时间。作为美国国防部太空测试计划的一部分，第二台NACHOS仪器将于2022年冬季进入近地轨道。

转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2022年第6期，刘文浩 编译。