時至今日,近3000個航天器持續(xù)圍繞地球飛行。隨著衛(wèi)星材料與體積設(shè)計層面的不斷優(yōu)化,這一數(shù)字正在不斷增長。
當然,把這么多衛(wèi)星送入軌道會產(chǎn)生新的問題,例如產(chǎn)生大量太空垃圾以及嚴重影響我們對夜空的觀測能力。但是,衛(wèi)星也為我們提供著至關(guān)重要的服務(wù)。
以大家最熟悉的GPS為例,這項服務(wù)已經(jīng)成為很多司機的出行向?qū)АPl(wèi)星也為我們的天氣預報提供著關(guān)鍵數(shù)據(jù)。但是,衛(wèi)星還在以多種出乎大家意料的方式影響著我們的生活,下面一起來看。
1. 付款
無論大家使用的是非接觸式付款、用Google Pay買一杯咖啡,還是使用ATM機提取現(xiàn)金,這些操作都離不開衛(wèi)星的支持。實際上,所有金融交易——從總值數(shù)百萬英鎊的股市交易,到你在視頻網(wǎng)站的每月續(xù)費訂閱——都依賴于衛(wèi)星定位加定時服務(wù)方可保障周全。
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在地表之上約2萬公里處持續(xù)運轉(zhuǎn),并不斷與手機及計算機保持通信,準確告知這些設(shè)備當前在哪里、當前是什么時間。GPS是美國建立的最具知名度的同類系統(tǒng),歐洲的伽利略與俄羅斯的格羅納斯也提供類似的服務(wù)。
只有這種精確的計時支持,我們的財務(wù)交易才能保證同步進行。一旦選擇的時間出錯,資金很可能先到達某一人的賬戶,之后才離開另一人的賬戶。這種問題在股票交易當中完全不可接受,因為股票價格往往會在幾秒鐘之內(nèi)急劇波動。因此,全球金融機構(gòu)也將此視為最根本的安全性要求。
2. 拯救生命
隨著全球氣候的變化,自然災(zāi)害(包括森林火災(zāi)與熱帶風暴)正變得越來越頻繁。幸運的是,衛(wèi)星提供一種全面的災(zāi)難監(jiān)控方式,幫助我們研究這類事件,進而支持我們的救災(zāi)與響應(yīng)預案。
德國企業(yè)OroraTech目前正使用一系列航天器中的數(shù)據(jù)檢測火災(zāi)的爆發(fā)。他們使用紅外圖像識別地表熱點,通過風速指標預測火勢,并配合地形與植被圖幫助消防員規(guī)劃其應(yīng)對措施。
來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)也被用于監(jiān)測熱帶風暴,預測其行進路徑并幫助社區(qū)為預期的影響做好準備。
面對愈發(fā)嚴酷的全球挑戰(zhàn),我們需要在此基礎(chǔ)之上建立起更加協(xié)調(diào)一致的全球?qū)Σ摺?000年,已經(jīng)有17個國家同意在緊急情況下自由共享衛(wèi)星數(shù)據(jù)。迄今為止,通過來自60多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù),此份憲章已經(jīng)通過近700種方式支持126個國家的救災(zāi)工作。
3. 為公義而戰(zhàn)
衛(wèi)星的運行空間屬于“無人區(qū)”,目前沒有任何國家或?qū)嶓w宣稱自己“擁有”太空區(qū)域。因此與飛機或無人機不同,衛(wèi)星能夠?qū)Φ厍蛏系娜魏螀^(qū)域成像。相比之下,飛機或無人機往往需要獲得許可才能進入另一國家的領(lǐng)空。
大多數(shù)衛(wèi)星圍繞近地軌道運行,距我們頭頂僅300公里至1000公里,只需90分鐘左右即可繞地球一周。隨著地球的不斷自轉(zhuǎn),每條軌道上的衛(wèi)星都能不斷拍攝所掠過的區(qū)域。
面對這近3000只“天眼”,任何行為都難逃來自天空中的目光。如今,衛(wèi)星數(shù)據(jù)已經(jīng)成為維權(quán)人士、新聞工作者以及調(diào)查人員的重要信息來源。除了應(yīng)對非法砍伐森林、起訴戰(zhàn)爭罪犯行為以外,揭露重大事件真相(例如馬航MH17墜毀)的重擔也落在衛(wèi)星肩上。
4. 打擊海盜
目前,法律要求超過一定排水量的船只每分鐘就應(yīng)廣播一次所在位置。在海岸附近,陸基天線可以檢測到這些信號;但在船舶航往遠洋區(qū)域時,信號則只能由衛(wèi)星或者附近的其他船只接收。
海盜、非法漁民以及其他暴力組織往往會刻意拆除信標或關(guān)閉信號發(fā)射以隱匿行跡。幸運的是,高分辨率衛(wèi)星圖像可以配合合成孔徑雷達技術(shù)準確識別出這些船只。
通過將識別到的船只與檢測到的信標位置進行比較,我們即可發(fā)現(xiàn)這些“隱形”船只,并向各地執(zhí)法機構(gòu)發(fā)出警告。
5. 發(fā)現(xiàn)瀕危物種
可以想象,對野生動物進行追蹤是一項極為棘手的難題,特別是難以把握偏遠地區(qū)動物的群體動向。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn),研究人員開始使用衛(wèi)星圖像測量冰面上的鳥糞數(shù)量,借此估算企鵝的種族規(guī)模。
最近,科學家開始使用極高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù),甚至能夠從太空拍攝的圖像中識別并計數(shù)鯨魚及大象等動物。雖然現(xiàn)有衛(wèi)星技術(shù)還無法識別出個體動物,但環(huán)境保護主義者已經(jīng)能夠借此監(jiān)控盜獵、人類入侵與棲息地破壞等行為,保護瀕臨滅絕的物種免遭戕害。
6. 尋找生命
相當一部分繞地球軌道運行的衛(wèi)星將視線投向外部,始終注視著深空。地球上仍有眾多陸基望遠鏡在研究深空,而通過將這些望遠鏡送入繞地軌道,我們可以避免地表大氣層的影響,幫助我們更清晰地窺探外部的宇宙。
這種清晰的視野對我們尋找系外行星至關(guān)重要。與恒星不同,這些圍繞太陽系以外其他恒星持續(xù)運行的行星自身并不發(fā)光,因此我們通過衡量在行星行經(jīng)恒星時產(chǎn)生的微小光線傾角變化,即可檢測到這些行星的存在。
希望其中一些行星能夠承載起地外生命,為我們身在的宇宙增添更多活力。歐洲航天局于2019年上馬的Cheops任務(wù)已經(jīng)發(fā)回第一條檢測自遙遠世界的信息。雖然距離發(fā)現(xiàn)地外生命仍很遙遠,但終有一天,這些項目有望帶來我們渴望的答案:人類在宇宙中是否孤獨?
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