国际资讯|从国际空间站获取地球温度信息
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英文原文来源：earthobservatory.nasa.gov
中文编译整理：慧天地国际站一鸣
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通过在国际空间站(ISS)上近一年的测试，实验性紧凑型热成像仪(CTI)已收集了超过1500万张地球图像，得出了令人信服的结果。CTI在国际空间站上10个月收集的图像的广度和质量给相关研究人员留下了深刻的印象，特别是关于火灾的图像。
例如，CTI在2019-2020年期间拍摄了一些澳大利亚严重火灾的照片，在这一年里大火持续燃烧了四个月。CTI的分辨率为80米(260英尺)，它能够探测到火灾区域的形状和位置，以及了解它们离居民区有多远，这些信息对急救人员来说是至关重要的。
在过去的20年里，科学家们通常依靠卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)和可见光红外成像辐射计(VIIRS)传感器提供的粗分辨率（375-1000米）热数据来监测火灾活动。在飞行测试中，CTI对火灾的观测结果比VIIRS精确20倍，比MODIS精确190倍。
下面的图片将凸显出这种差异。以下两张图片都显示了CTI于2019年11月1日拍摄的新南威尔州冈瓦纳热带雨林大火景象。图2的图像还包括当天同一地区的VIIRS火情探测器结果。这些数据被覆盖在Landsat 8上的陆地成像仪(OLI)采集的自然色图像上。
图1：（图片来源：Lauren Dauphin）
图2：（图片来源：Lauren Dauphin）
下面这张由欧空局Sentinel-2拍摄的2019年11月1日的照片中，显示了其中一个火灾区域的更详细的情况，同时也显示了CTI的数据。
图3：（图片来源：Lauren Dauphin）
美国宇航局戈达德航天飞行中心生物圈科学实验室主任道格·莫顿(Doug Morton)解释道：“CTI在空间站的部署主要是测试硬件在太空中的性能表现。它最初并不是作为科学任务而被设计的。但目前CTI数据在科学上被证明是有用的，我们在去年夏天监测了几起重大的火灾。”
CTI的任务中，莫顿特别感兴趣的一个方面是图像的拍摄时间。MODIS和VIIRS每天在同一时间(大约上午10:30和下午1:30)对特定区域进行观测。国际空间站上的成像系统在时间上提供了更多的变化和更少的一致性，因为国际空间站的轨道更加多变，当它经过不同的位置时，光线和角度也更为多变。
莫顿说：“我们最终得到了这些令人惊叹的火灾图像，而这些通常是我们在一天中不常看到的。火灾研究人员渴望获得更多关于黎明和黄昏前后的火灾图像，而MODIS和VIIRS有时会忽略这些景象。这提醒着我们，如果我们有像CTI这样的一整套传感器，每天多次为我们提供如此详细的测量数据，我们将可以进行很多重要的科学研究。”
CTI由美国宇航局戈达德太空飞行中心设计，并于2019年安装在国际空间站上（作为RRM3任务的一部分）。它使用了一种称为应变层超晶格(SLS)的先进探测器，这是探测器技术的改进版本，是Landsat 8和9的热红外传感器（TIRS）的一部分。
CTI的首席研究员莫茨·贾兹瓦拉(Murzy Jhabvala)说道：“与TIRS技术相比，新的SLS技术可以在更高的温度下工作，具有更高的灵敏度和更广泛的光谱响应，这使得设计和制造一个更小、更便宜的仪器成为可能。SLS已经证明了自己。这项技术是未来Landsat 10计划以及其他各种月球、行星和小行星任务的可行候选技术。”
注：美国宇航局地球观测站图像由劳伦·多芬(Lauren Dauphin)提供，使用的数据分别是来自美国地质调查局（U.S.Geological Survey）的Landsat数据、美国宇航局 EOSDIS/LANCE和GIBS/worldwiew以及Suomi国家极地轨道合作伙伴的VIIRS数据、航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)的地形数据，以及欧空局处理的哥白尼计划中的Sentinel数据(2018)。CTI数据由美国宇航局戈达德航天飞行中心CTI小组提供。该传感器由QmagiQ公司开发，由地球科学技术办公室（ESTO）资助。
参考文献：
EOS(2019, April 30) New Eyes on Wildfires. Accessed April 6, 2020.
Jhabvala,M. et al. (2019) Strained-layer-superlattice-based compact thermal imager for the International Space Station. Applied Optics, 58 (20), 5432-5422.
Jhabvala,M. (2020) QWIPs, SLS, Landsat and the International Space Station. Quantum Sensing and Nano Electronics and Photonics, 1128802.
NASA Robotic Refueling Mission RRM 3. Accessed April 6, 2020.
NASA(2018, July 31) NASA Next-Generation Photodetector Camera to Deploy During Robotic Servicing Demonstration Mission. Accessed April 6, 2020.
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