成群的小衛(wèi)星能夠相互通信，從多個角度收集一天或一年中不同時間的重要天氣模式數(shù)據(jù)。結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法，衛(wèi)星集群有望徹底改變科學(xué)家對天氣和氣候變化的理解。比如 NASA 工程師 Sabrina Thompson 正在開發(fā)的新軟件，就致力于讓小型航天器或小衛(wèi)星能夠互通、識別高價值觀測目標(biāo)，或通過協(xié)調(diào)姿態(tài)和時間、以獲得同一目標(biāo)的不同視圖。

　　在馬里蘭州 NASA 戈達(dá)德太空飛行中心工作的 Sabrina Thompson 表示：

　　我們已經(jīng)知道在一年中的某些時候，吹向亞馬遜雨林的撒哈拉塵埃，會影響大西洋上空的云層形成。

　　那我們又該如何記錄下該云層，以及如何讓一大群衛(wèi)星在特定地區(qū)、以及一天中的哪個時間來觀察這種現(xiàn)象呢?

　　據(jù)其所述，科學(xué)家們將為此類觀測建立一套要求、并對高價值的目標(biāo)進(jìn)行定義。然后軟件將接管操作，讓航天器集群能夠知曉相對于彼此的移動，以更好地觀察特定目標(biāo)。

　　這套策略可能根據(jù)一天中的時間、季節(jié)、或所觀察的區(qū)域而變化。隨著時間的推移，航天器還可記住機器學(xué)習(xí)方案，來改進(jìn)其觀察策略。

基于軌道高度調(diào)整的雙衛(wèi)星追及方法

　　目前 NASA 研究團(tuán)隊正在考慮多種類型的衛(wèi)星集群配置，一種是讓一群衛(wèi)星處于不同的軌道上，以使之能夠從不同的角度觀察云或其它現(xiàn)象。另一種是借助相似的視角、但在一天中的不同時間來觀察同一對象。

　　第三種是結(jié)合上述兩套方案，讓其中一些衛(wèi)星處于同一軌道、但彼此間有一些時間上的偏移，而其它衛(wèi)星可能位于不同高度和 / 或傾角的軌道上。

　　盡管衛(wèi)星集群留在了同一軌道內(nèi)，但單個航天器甚至能夠利用一套被稱作“差分阻力控制”的方案(基于地球大氣對軌道飛行器的阻力)，來控制每個航天器相對于集群中其它航天器的時間間隔。

　　據(jù)悉，執(zhí)行這套方案的時機，取決于航天器的質(zhì)量、面積、以及軌道高度 —— 短則幾天幾小時、多則長達(dá)一年。

小衛(wèi)星和可與一群具有窄角度、高分辨率的類似航天器編組使用

　　Sabrina Thompson 舉例稱：

　　通過將多個航天器編制成出一套隊形來觀察同一目標(biāo)，你不僅可以從頂部看到云、還可從側(cè)面觀察它。

　　而在不同的編隊中，你又可以通過在不同時間經(jīng)過的多個小衛(wèi)星，看到處于其生命周期中不同階段的云。

　　此前通過與 UMBC 教授 Jose Vanderlei Martins 的合作，Sabrina Thompson 團(tuán)隊協(xié)助開發(fā)了一年多前從國際空間站(ISS)投送的 HARP 迷你衛(wèi)星。

　　該儀器的更新型號被稱作 HARP2，其定于 2023 年投入使用，以執(zhí)行幫助科學(xué)家深入了解浮游生物、氣溶膠、云、以及海洋生態(tài)系統(tǒng)的任務(wù)(簡稱 PACE)。
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