欧洲航天局(ESA)表示,其北极气象卫星在轨运行表现达到并部分超出预期,已完成该任务最核心的示范目标:验证由多颗极地轨道卫星组成的星座可提供更高频率观测,从而为欧洲气象卫星组织(Eumetsat)推进“Eumetsat极地系统——斯特纳”(EPS-Sterna)计划奠定基础。
该北极气象卫星于2024年8月发射。据ESA介绍,该项目从设计到部署用时三年,且在较为有限的预算条件下完成,旨在展示一种面向地球观测小卫星的“新太空”开发路径。
ESA称,这一原型任务的重点在于证明:类似卫星星座能够以更短重访周期提供频繁观测,支持北极及全球的极短期天气预报与新闻播报。随着气候变化导致北极地区天气变异加剧,对更密集、更新更快的观测数据需求上升,尤其是对大气水汽的测量。ESA指出,北极地区水汽浓度变化迅速,对预报准确性影响显著,所需覆盖范围难以由单颗卫星满足,需要依靠专门星座实现。

北极气象卫星搭载横扫扫描微波辐射计,可提供大气湿度与温度的细致测量。尽管该任务定位为原型验证,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)认为其数据质量“极佳”,并已将相关数据同化进业务天气预报系统。ECMWF将该数据与其他观测数据结合,并融合先前测量引导的短期预报,以形成对地球当前状态的高精度“快照”,作为天气预报的起点。
ESA表示,该卫星的微波辐射计数据也补充了欧洲气象卫星组织、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)以及中国气象局(CMA)等机构大型卫星上类似传感器所提供的数据。ESA认为,这一应用本身体现了任务成果,并推动了后续星座建设。
Eumetsat已确认将推进EPS-Sterna计划,目标在2029年发射该星座首批卫星。ESA北极气象卫星项目经理Ville Kangas表示,团队在紧张时间表和预算约束下完成了创新卫星研制,证明相关方法可用于类似卫星星座的开发;卫星在轨表现良好,并被用于业务预报同化,尽管这并非任务的设计要求,而是用于展示能力。他同时称,Eumetsat推进EPS-Sterna是“好消息”,ESA期待与Eumetsat合作开展星座开发与建设。

根据披露,EPS-Sterna星座将由六颗卫星组成,并在任务期间补充两次卫星,以确保数据供应至少持续至2042年;此外还将配备两颗备用卫星,整体建造规模为20颗卫星。ESA将负责斯特纳卫星的采购,该合作模式与欧洲其他气象任务类似,包括地球静止轨道的Meteosat和极地轨道的MetOp任务。ESA与Eumetsat之间的正式协议即将签署。
在观测能力方面,EPS-Sterna将提供全球观测,大部分数据预计可在约一小时内可用,同一地球位置的重访时间将缩短至不足三小时。ESA称,这相较现有极轨卫星系统对同一区域通常每天仅两次观测将是显著提升。观测频率提高将增强对快速变化天气的监测能力,改善对地中海等脆弱地区严重天气事件的预报,并填补北极这一升温最快区域的关键数据空白。ESA同时指出,北极是影响并常常加剧欧洲天气系统的重要源头。
据介绍,“Sterna”为北极燕鸥的拉丁属名,该鸟以长距离迁徙著称,用以象征卫星的极地轨道特性。
