重力回溯及氣候實驗衛星（Gravity Recovery and Climate Experiment，縮寫：GRACE，也稱為重力反演和氣候實驗或重力量測及氣候監控衛星）是一項由NASA與德國航太中心（DLR）合作的任務，該任務使用的是一對雙衛星，從2002年於俄羅斯的普列謝茨克航天發射場透過呼嘯運載火箭搭載（和風-KM 火箭推進器）發射以來持續運作至2018年。負責探測的兩具衛星相距約 220 公里[14] ，主要目標是對地球重力場進行探測，進而研究地球的水資源、地質及氣候。
 | |
| 名稱 | GRACE-1 & GRACE-2[1][2] Tom & Jerry[1][2] ESSP-2A & ESSP-2B[3] |
|---|---|
| 任務類型 | 地球科學觀測衛星 |
| 運營方 | NASA · DLR |
| 國際衛星識別碼 | GRACE-1：2002-012A GRACE-2：2002-012B |
| 衛星目錄序號 | GRACE-1：27391 GRACE-2：27392 |
| 網站 | www |
| 任務時長 | 原定5年 實際共運作15年7個月又10天 |
| 航天器屬性 | |
| 平台 | Flexbus[3] |
| 製造方 | Astrium |
| 發射質素 | 487 公斤 x 兩枚[4] |
| 尺寸 | 長 312.3 cm, 高 72 cm 底部寬 194.2 cm 頂部寬 69.3 cm[5][4] |
| 任務開始 | |
| 發射日期 | 2002年3月17日 9時21分 UTC[6] |
| 運載火箭 | 呼嘯運載火箭[3] |
| 發射場 | 普列謝茨克航天發射場 133號火箭發射複合體[3] |
| 承包方 | Eurockot |
| 任務結束 | |
| 丟棄形式 | 再入大氣層 |
| 公告日期 | 2017年10月27日[7] |
| 離軌日期 | GRACE-1： 2018年3月10日 6時09分 UTC[8] 45.9°S 20.4°E GRACE-2： 2017年12月24日 0時16分 UTC[9] 63.9°N 160.9°W |
| 軌道參數 | |
| 參照系 | 地心軌道 |
| 軌域 | 太陽同步軌道 |
| 半長軸 | 6741 公里（2016年5月）[10][11] |
| 離心率 | 0.0006346（GRACE-1[12]） 0.0002005（GRACE-2[13]） |
| 近地點 | 152 公里（GRACE-1[12]） 131 公里（GRACE-2[13]） |
| 遠地點 | 161 公里（GRACE-1[12]） 134 公里（GRACE-2[13]） |
| 傾角 | 88.9490°（GRACE-1[12]） 88.9684°（GRACE-2[13]） |
| 週期 | 91.8 分鐘（2016年5月）[10][11] |
| 曆元 | 2018-03-09 21:59:42 UTC（GRACE-1[12]） 2017-12-23 22:29:47 UTC（GRACE-2[13]） |
任務歷史
GRACE 計劃最初於 1996 年由美國德州大學奧斯汀分校太空研究中心（Center for Space Research，或簡稱 UTCSR）、德國地球科學研究中心（GFZ）與NASA的噴射推進實驗室共同提出，隔年被選為 NASA 「Earth System Science Pathfinder」（ESSP）專案的第二飛行計劃[15]。
任務總成本約 1.27 億美元，由 NASA 和 DLR 共同負擔，NASA 負擔其中的九千七百萬，而 DLR 則負擔剩下的三千萬。另外衛星發射費用約八百萬美元[16]。
科學研究
相較於早期對地球重力場的觀測（如2000年開始的微型衛星酬載挑戰計劃 CHAMP），從 GRACE 衛星得到的數據所測繪出的重力場地圖精確度比以往高出 100 至 1000 倍，每 30 天能測繪出一次全球重力場分佈地圖[16]，地圖通常會製作成外型不規則的3D電腦圖形，以便凸顯地球質素和重力的細微變化。此外這些數據也有助於科學家在海洋學、水文學、冰川學、地質學及全球氣候方面的研究。
後續任務
從發射後至今，GRACE 衛星的軌道有愈來愈低，呈現衰減的趨勢[17]，因此NASA決定發展其接續計劃「GRACE Follow-On」（或簡稱 GRACE-FO），該任務同樣使用雙衛星觀測，並於 2018 年 5 月 19 日於范登堡空軍基地由獵鷹9號運載火箭搭載發射，接手探測任務。
參考來源
外部連結
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