欧洲航天局HydroGNSS任务成功发射 监测全球水循环

欧洲空间局（ESA）于2025年11月28日成功启动了其首个“侦察兵”（Scout）级别任务——HydroGNSS，此举标志着在增强全球水资源可用性监测和应对气候变化后果方面迈出了关键一步。这项以快速、低成本为特征的“新太空”理念下的探索项目，旨在对ESA更宏大的地球探测器计划进行有效补充，展示了一种精简化的关键地球科学目标实现路径。

两颗完全相同的HydroGNSS卫星是搭乘SpaceX的猎鹰9号火箭，作为“Transporter-15”拼车任务的一部分，从加利福尼亚州范登堡太空军基地升空进入轨道。发射序列于欧洲中部时间19:44开始，不到90分钟后，随着航天器与火箭第二级成功分离，确认了其轨道插入的成功。当天晚些时候，主要承包商萨里卫星技术有限公司（SSTL）通过接收到两台设备的信号，证实了它们已安全进入预定轨道并处于运行状态。这两颗卫星以近地轨道高度约550公里运行，采用太阳同步轨道配置，彼此之间精确保持180度的间隔，以实现对地球的连续观测。

HydroGNSS任务的核心科学原理是利用全球导航卫星系统反射测量技术，该技术捕获来自GPS和伽利略等成熟系统的L波段微波信号，这些信号在从地球表面反射后被接收器捕获。每颗卫星都搭载了专业的延迟多普勒测绘接收机，配备了两个天线：一个对准天顶，用于跟踪直射的GNSS信号；另一个对准天底，用于收集反射信号，进而处理成延迟多普勒图谱。

HydroGNSS的主要任务是在陆地上量化四种关键的水文参数，这些参数与全球气候观测系统（GCOS）所定义的“基本气候变量”（ECVs）相一致。这些关键变量包括土壤湿度、地表冻融状态、淹没或湿地覆盖范围，以及地表以上的生物量总量。这些产生的数据流对于提高洪水预报的准确性、指导农业规划策略以及深化对全球碳循环的理解至关重要。此外，该任务还将提供次要数据产品，特别是关于海洋风速和海冰范围的测量数据。

ESA地球观测计划总监西蒙内塔·切利指出，此次发射是快速开发的、具有成本效益的“侦察兵”任务系列中的一个重要里程碑。该任务由英国牵头，英国航天局为此提供了2600万英镑的资金支持，充分彰显了英国在这一领域的科学和工业专长。HydroGNSS技术建立在包括英国-DMC和NASA的CYGNSS在内的先前GNSS-R任务经验之上，证明了该方法在地球物理参数传感方面的可扩展性。该任务的成功，恰逢SSTL成立四十周年，有力地展示了小型卫星技术如何在预算限制下交付高价值的科学成果。

Transporter-15飞行任务的有效载荷构成非常多样化，还携带了其他欧洲资产，特别是意大利IRIDE计划的Eaglet-II卫星以及两颗专为希腊设计的高分辨率ICEYE雷达卫星，后者是通过欧盟复苏和韧性基金提供资金的。HydroGNSS的成功发射，为未来利用现有导航星座进行地球科学观测提供了一个可复制的技术框架，预示着低成本、高效率的地球观测新时代的到来。