太空探索：双航天器在地球变化的水中称重！
一对新的航天器将观测我们这个星球不断变化的水循环，冰盖和地壳，这是5月19日星期六加州发射的最后准备工作。重力恢复和气候实验随后（GRACE-FO）美国宇航局与德国地球科学研究中心（GFZ）之间的合作伙伴关系将在2017年完成其为期15年的任务后接管第一个GRACE任务。
GRACE-FO将继续监测地球大气层，海洋，陆地和冰盖内以及固体地球内部的质量分布的月度变化。这些数据将为地球不断变化的气候，地球系统过程乃至某些人类活动的影响提供独特的见解，并将为社会带来深远的利益，例如改善水资源管理。
“水对于地球上生命的各个方面至关重要 - 健康，农业，维持我们的生活方式，”GRACE-FO科学负责人兼美国宇航局喷气推进实验室主任Michael Watkins在加利福尼亚州帕萨迪纳市表示。“在你能够测量它之前，你无法很好地管理它.GRACE-FO提供了一种独特的方法来测量水的许多阶段，使我们能够更有效地管理水资源。”
与GRACE一样，GRACE-FO将使用创新技术观察无法直接从太空中看到的东西。它利用水的重量来测量它的运动 - 甚至隐藏在地球表面以下的水。GRACE-FO将通过非常精确地测量由大量水，冰和固体地球的运动引起的地球重力场形状的变化来实现这一目标。
沃特金斯说：“当水在地下时，不可能直接从太空中观察。没有你可以拍摄的照片，或雷达可以从地面反射来测量深水中的变化。” “但它有质量，GRACE-FO几乎是我们在大尺度上观测它的唯一方法。同样，跟踪极地冰盖总质量的变化也很困难，但GRACE-FO基本上是'在它们下面扩展以跟踪它们随时间的变化。“
发现的遗产!
GRACE-FO将GRACE数据记录再延长五年，并扩大其科学成就的遗产。GRACE记录了格陵兰岛和南极冰盖以及山地冰川的持续质量损失。丰富的数据揭示了影响海平面上升的关键过程，短期变化和长期趋势，有助于改善海平面预测。GRACE数据得出的土地总储水量估算，从深层含水层的地下水变化到土壤湿度和地表水的变化，为水资源管理者提供了衡量干旱影响和监测和预测洪水的新工具。
GRACE数据也被用于推断深海洋流的变化，这是地球气候的驱动力。它的大气温度剖面数据来源于测量GPS卫星星座信号在大气层中传播并由GRACE卫星上的天线接收时的信号，这些数据为美国和欧洲的天气预报产品做出了贡献。GRACE数据甚至被用于测量固体地球本身的变化，包括地球地壳对自上次冰河时代以来冰川退缩的反应，以及大地震的影响。
艺术家对美国宇航局/德国地球科学研究中心（GFZ）重力恢复和气候实验后续（GRACE-FO）任务的双航天器的说明。GRACE-FO将通过监测地球上质量分布的变化，继续跟踪地球水循环的演变。
根据JPL的GRACE-FO项目科学家Frank Webb的说法，新任务将为长期气候相关的质量变化提供宝贵的观测资料。“确定观察到的多年趋势是否代表质量平衡的长期变化的唯一方法是延长观察的长度，”韦伯说。
轨道上的猫和老鼠！
与其前身一样，两个相同的GRACE-FO卫星将作为单一仪器运行。这些卫星绕地球运行约137英里（220公里），初始高度约为305英里（490公里）。每颗卫星不断向另一颗卫星发送微波信号，以准确测量它们之间距离的变化。当它们飞越巨大的地球特征，例如山脉或地下含水层时，该特征的引力拉动卫星，改变它们之间的距离。通过以令人难以置信的精确度跟踪其间隔距离的变化 - 小于人类头发的厚度 - 卫星能够映射这些区域重力变化。
GPS接收器用于跟踪每个航天器相对于地球表面的位置，并且机载加速度计记录航天器上的非重力，例如大气阻力和太阳辐射。将这些数据结合起来，生成全球重力区域变化和相应的近地表质量变化的月度图，主要反映地球大气，海洋，陆地和冰盖中水团分布的变化。
此外，GRACE-FO将测试一种实验性的激光测距干涉仪，这种仪器可以将两个航天器之间的测量精度提高10倍或更多，用于未来类似于GRACE的任务。由德国/美国仪器团队开发的干涉仪将是卫星间激光干涉测量的首次空间演示。
GFZ的GRACE-FO项目经理Frank Flechtner说：“激光测距干涉仪是一个很好的合作伙伴关系的典范。” “我期待分析这些创新的卫星间测距数据及其对重力场建模的影响。”
GRACE-FO将通过加利福尼亚范登堡空军基地的商业采购的SpaceX Falcon 9火箭与五颗铱星NEXT通信卫星一起进入轨道。这种独特的“rideshare”发射将首先部署GRACE-FO，然后Falcon 9第二阶段将继续向更高的轨道部署铱星卫星。
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