欧洲航天局(ESA)称,其以监测极地冰盖和漂浮海冰为主要目标的CryoSat卫星,在完成一次关键的软件升级后,已具备以科学精度测量地球磁场扰动的能力,并在今年早些时候的一次强烈地磁暴事件中完成了实际验证。
CryoSat通常被视为“冰层任务”。卫星搭载的先进雷达仪器可对冰盖与海冰表面的细微变化进行测量,精度可达几毫米。作为ESA“地球探测者”系列的一部分,CryoSat长期产出的数据集被用于加深对极地海洋、冰下湖泊以及冰盖变化的认识。

ESA介绍,CryoSat此次能力扩展源于对其平台磁强计的软件远程升级。该磁强计原本属于操作性仪器,安装在卫星上用于保障轨道高度与姿态控制,并将科学仪器指向地表目标区域,最初并非为生成地球磁环境科学数据而设计。去年年底,在任务运行近16年后,团队对该仪器的软件进行了升级,使其能够以科学精度测量地球磁层变化。
ESA表示,升级后的CryoSat数据可用于校准其专门观测地磁场的“地球探测者”卫星Swarm的测量结果,从而为地磁研究提供互补数据集。Swarm仍是ESA研究地球磁场的主要任务,而CryoSat将继续以冰盖与极地海洋监测为核心工作。ESA同时提到,Swarm与CryoSat未来还将与正在开发中的磁场测量侦察卫星NanoMagSat一同运行。

在今年年初的一次太阳活动事件中,CryoSat的新能力获得检验。ESA称,1月18日一次特别强烈的X级太阳耀斑引发地球大气中的地磁暴,形成了有记录以来最强烈的辐射风暴之一,极光观测范围扩展至更低纬度,从欧洲一直到墨西哥。该事件由太阳表面爆发释放的高能粒子触发,粒子在25小时内抵达地球。ESA表示,在随后三天内,CryoSat提供了用于测量地磁暴强度的科学数据,其数据质量较高,并与Swarm数据形成互补。
据介绍,一项发表于《地球物理研究快报》的研究采用了相应的数据分析方法,并制作动画展示太阳风暴期间对地球磁场的影响。

ESA Swarm任务经理Anja Stromme表示,这一进展“极大地惠及了Swarm社区”。ESA CryoSat任务经理Tommaso Parrinello则称,此次创新利用了一个系统在过去16年中用于主动控制卫星空间定向的数据:磁强计感知地球磁层信号后传输至机载计算机,用于调整卫星定向;由于测量精度与低噪声水平获得科学界认可,机载计算机现可生成面向科学用途的新数据包。
ESA指出,基于CryoSat生成的磁测数据集可在无需额外成本的情况下补充Swarm任务数据。Parrinello表示,随着两项任务均已远超设计寿命并继续运行,后续仍有更多科学成果有待揭示。