NISAR卫星破纪录天线在太空“绽放”
发射升空17天后，NISAR卫星的一个关键科研硬件在轨道上成功展开。
NISAR卫星使用一个直径12米的雷达天线反射器来收集有关地球变化表面的信息。该任务每12天扫描几乎全球所有的陆地和冰面两次。图片来源：NASA/JPL-Caltech
NISAR卫星由美国国家航空航天局（NASA）和印度空间研究组织（ISRO）合作发射，全称为NASA-ISRO合成孔径雷达。近日，该卫星一个直径达12米的鼓形天线反射器已在近地轨道成功展开。该反射器此前一直呈伞状收拢，直到支撑它的9米长吊杆成功部署并锁定到位。
NISAR于7月30日从印度东南海岸的萨迪什·达万航天中心发射升空。它将追踪冰盖和冰川的运动，地震、火山和滑坡引起的地表形变，以及森林和湿地生态系统细微至几分之一英寸的变化。它还将为灾害响应、基础设施监测和农业等广泛领域的决策者提供帮助。
“NISAR反射器的成功部署是该卫星任务的一个重要里程碑。”NASA地球科学部主任Karen St. Germain说，“从创新技术到研究与建模，再到提供科学数据以帮助决策，NISAR准备收集的数据将对全球社区和利益相关者如何改善基础设施、为自然灾害做准备和恢复，以及维护粮食安全产生重大影响。”
该任务搭载了NASA有史以来发射的最精密的雷达系统，并首次结合了两种合成孔径雷达（SAR）系统：一个是能穿透云层和森林冠层的L波段系统，另一个是能穿透云层但对稀疏植被和积雪中的水分更敏感的S波段系统。反射器对这两个系统都起着关键作用，这就是为什么该硬件的成功部署是一个如此重要的里程碑。
“这是NASA任务中部署过的最大的天线反射器，是NISAR地球科学任务的关键部分，经过多年设计、开发和测试才为这个重要日子做好了准备。”NASA喷气推进实验室（JPL）NISAR项目经理Phil Barela说，“现在我们正专注于微调它，以便使其在今年秋季晚些时候开始提供变革性的科学数据。”JPL为NISAR提供了两个雷达系统之一。
该反射器重约64公斤，其圆柱形框架由123根复合材料支柱和镀金金属网构成。8月9日，卫星的吊杆开始逐一展开关节，大约４天后完全伸展到位。反射器组件安装在吊杆末端。
随后，在8月15日，固定反射器组件的小型爆炸螺栓被触发，使天线得以开始一个“绽放”过程——通过释放其柔性框架在收拢时储存的张力而展开。随后电机和电缆的启动将天线拉至最终锁定位置。
为了能对地球表面进行分辨率约为10米的像素级成像，反射器的直径设计得与一辆校车的长度相当。利用SAR处理技术，NISAR的反射器模拟了一个传统雷达天线，对于该任务的L波段仪器来说，要达到相同的分辨率，传统天线需要长达19公里。
“合成孔径雷达的原理，类似于相机的镜头聚焦光线以形成清晰图像。镜头的大小称为孔径，决定了图像的清晰度。”JPL的NISAR项目科学家Paul Rosen说，“没有SAR，星载雷达也能生成数据，但分辨率会过于粗糙而无法使用。有了SAR，NISAR将能够生成高分辨率图像。利用特殊的干涉测量技术，NISAR使研究人员和数据用户能够创建地球表面变化的3D动态图像。”
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