欧空局Aeolus卫星完成在地球大气层中燃烧前的最后实验

欧空局的Aeolus卫星在非常成功地完成任务后，从320公里的高空返回地球大气层。由于地球引力的作用，卫星通常会缓慢下降，而欧空局却首次实现了受控卫星重返大气层。以下是对莱布尼兹对流层研究所（TROPOS）参与的、在Aeolus飞行任务结束前不久进行的科学实验的简要回顾：

弗劳恩霍夫FHR的空间观测雷达TIRA获取的Aeolus作为空间碎片的短暂阶段的最终图像。(注意颜色代表的是雷达回波强度，而不是温度）。

Aeolus是首个获取全球范围内风轮廓的太空任务。图片来源：ESA/ATGmedialab

Aeolus卫星于2018年8月22日发射升空，在地球轨道上运行了近五年，同时提供了水平风速的垂直剖面图以及云和气溶胶的反向散射信息。从任务开始到结束，TROPOS为验证风和气溶胶/云产品提供了世界各地的连续参考测量数据，为任务的巨大成功做出了巨大贡献。在飞行任务结束后，TROPOS还将参与Aeolus数据、创新和科学集群（DISC）项目，以改进数据产品，提高飞行任务的科学影响力。TROPOS参与了2A级气溶胶光学特性产品的开发，监测数据质量，并与欧洲合作伙伴的科学团队一起支持外部验证。

Aeolus垂直风测试结果分析。左图：云顶高度（通过GOES-R静止卫星）和Aeolus的测量轨迹。右图：Aeolus在云层上方天底测量时的信号水平。黄线显示的是来自GOES-R的云顶高度。资料来源：SebastianBley，TROPOS

在卫星历史性地报废之前，Aeolus团队成功地进行了一系列报废实验。科学家们希望这些实验结果有助于改进未来的空间激光雷达任务。每次测试都与AeolusDISC合作评估了仪器的辐射性能以及对气溶胶和风产品的影响。

TROPOS参与了一次试验，将激光从其标称的35度对角视角倾斜到天底视角（卫星正下方的地球表面点），以测量深对流云系统上空的垂直风。虽然在大的水平尺度上，垂直空气运动平均可以忽略不计，但在强对流情况下（如热带风暴），这一假设并不成立。TROPOS的SebastianBley博士说："虽然我们仍在分析此次测试中收集到的有希望的数据，但我们希望能够量化垂直空气运动对所使用假设的影响。"

TROPOS还参与了ATLID测试，对Aeolus激光器ALADIN进行了配置，以模仿将在EarthCARE上飞行的ATLID激光雷达。这次测试的目的是为即将发射的EarthCARE卫星做准备，该卫星将携带一个与Aeolus上的激光雷达非常相似的仪器。"从Aeolus上吸取的经验教训对我们准备EarthCARE任务帮助很大。在一个平台上搭载四台测量气溶胶、云层和辐射的仪器，这比Aeolus更具挑战性，"TROPOS的UllaWandinger博士说。EarthCARE任务的发射窗口目前定于2024年4月至6月。在进行ATLID测试时，Aeolus飞越了莱比锡和佛得角群岛的明德卢，这两个站点都有由TROPOS操作的地面激光雷达仪器。

TROPOS的最后声明

我们怀着复杂的心情关注着"Aeolus"重返大气层事件。一方面，我们对这颗出色的卫星在地球大气层中烧毁感到悲伤；另一方面，我们对能够为这一激动人心的任务的成功做出贡献感到高兴和自豪。

但我们也有理由展望美好的未来。在埃厄洛斯最后一次像陨星一样照亮天空之后，我们的工作还将继续。我们在TROPOS的同事将在AeolusDISC项目中继续研究过去五年的Aeolus数据，特别是验证经过再处理的气溶胶产品，并为大气科学界强调新的应用。

此外，我们还积极参与即将于明年夏季启动的EarthCARE任务的筹备工作。在欧空局-CARDINAL项目框架内，TROPOS在开发ATLID激光雷达处理器和多光谱成像仪（MSI）云层产品方面发挥了主导作用。此外，TROPOS正在准备利用我们在全球的地面测量站点验证EarthCARE的测量结果。