重力场恢复与气候实验卫星

重力场恢复与气候实验卫星是美国国家航空航天局(NASA)跟德国航空中心的合作项目，是观测地球重力场变化的卫星。通过重力场的变化，科学家能推测出地下水的变化。GRACE卫星于2002年升空后开始将重力数据传回地球。而在此前十多年，美国测量地下水只是在地球表面进行，包括1383个采用实时声探的地质调查观测井，5908个日常读数的观测点，再加上对全国数十万个井、沟、洞穴进行水位测量作为补充。

名称：重力场恢复与气候实验卫星（GRACE）

制造商：EADS阿斯特里厄姆公司

发射日期：2002年3月17日

发射地点：俄罗斯，普列谢茨克

轨道：485公里（301英里），轨道倾角89°

运载火箭：呼啸号/微风KM

结构尺寸：2米×3.1米×0.7米

1、简介

重力场恢复与气候实验卫星

重力场恢复与气候实验卫星（GRACE），包含两个完全相同的卫星，这两颗卫星将在轨道上相距220公里，并且在距离地面500公里的轨道上运行。卫星上配置的精密科学仪器，能够精确测量两颗卫星之间的距离，进而侦测出重力场的变化。

GRACE卫星的大小与小汽车相仿，两颗卫星相隔约135英里(216公里)，以近极圆轨道运行。GRACE的两颗卫星是呈编队飞行，它们通过向对方发射微波来校准彼此之间的精确距离，测量误差不超过人的一根头发。随着重力场的变化，它们之间的距离也在变化。GPS测量的延迟或倾角能够用来研究大气层和电离层的影响。

2、探测任务

重力场恢复与气候实验卫星

通过GRACE精确的测量，人们将能够得知地下水层的深度，并且实际看到海平面的变化。此外，人们也将能够测量出冰层的重量。科学家指出，这是一门全新的学科，人们正要开始发掘它的应用。

按照最初的设想，GRACE实验会是大地测量学专家的最爱，可被用来研究地球大小、形状和旋转轴变化等。但它们涉及的领域日益广阔，气候科学家可以通过它们的数据研究冰层融化，水文学家也意识到能其研究地下含水层。

GRACE卫星能看到冰川、雪地、水库、地表水、土壤水和地下水的所有变化。它开创了高精度全球重力场观测与气候变化试验的新纪元，也是监测全球环境变化（陆地冰川消融、海平面与环流变化、陆地水量变化、强地震）的有力手段。

3、结构特点

重力场恢复与气候实验卫星

这两颗同样规格的卫星的横截面呈梯形，它们都是基于阿斯特里厄姆FLEXBUS平台设计制造的，并使用了德国CHAMP任务遗留下来的硬件设备。达两颗卫星只是在用于对地面通信的S波段频率和用于卫星间链路的k波段频率上有所不同。两块主太阳能电池板倾斜地安装于设备面板上。在“星顶”上还安装另外两块太阳能电池饭。星体的前端和后段用多层面板封闭。星体尾部的面板上安装掩星GPS天线，前部面板上则安装Ku／Ka波段的喇叭形天线。最低点和最高点的S波段天线安装任支架上，以便将干扰降到最低。

4、有效载荷

重力场恢复与气候实验卫星

加速度计（ACC），K波段测距系统（KBR），GPS空间接收机，激光回射器（LRR），星摄像装置（SCA），低精度地球和太阳传感器（CES），超稳定振荡器（USO）。质心调整装置（CMT）GRACE为美德合作的双星测地任务，也是NASA地球系统科学开拓者计划的第一次发射任务。这次任务的总体目标是以前所未有的精度测量地区的重力场。