重力回溯及气候实验卫星

重力回溯及气候实验卫星（Gravity Recovery and Climate Experiment，缩写：GRACE，也称为重力反演和气候实验或重力量测及气候监控卫星）是一项由NASA与德国宇航中心（DLR）合作的任务，该任务使用的是一对双卫星，从2002年于俄罗斯的普列谢茨克航天发射场透过呼啸运载火箭搭载（和风-KM（英语：Briz-KM） 火箭推进器）发射以来持续运作至2018年。负责探测的两具卫星相距约 220 公里^[14] ，主要目标是对地球重力场进行探测，进而研究地球的水资源、地质及气候。

重力回溯及气候实验卫星
GRACE

名称	GRACE-1 & GRACE-2[1][2] Tom & Jerry[1][2] ESSP-2A & ESSP-2B[3]
任务类型	地球科学观测卫星
运营方	NASA · DLR
国际卫星标识符	GRACE-1：2002-012A GRACE-2：2002-012B
卫星目录序号	GRACE-1：27391 GRACE-2：27392
网站	www.csr.utexas.edu/grace
任务时长	原定5年 实际共运作15年7个月又10天
航天器属性
平台	Flexbus[3]
制造方	Astrium
发射质量	487 公斤 x 两枚[4]
尺寸	长 312.3 cm, 高 72 cm 底部宽 194.2 cm 顶部宽 69.3 cm[5][4]
任务开始
发射日期	2002年3月17日 9时21分 UTC[6]
运载火箭	呼啸运载火箭[3]
发射场	普列谢茨克航天发射场 133号火箭发射复合体[3]
承包方	Eurockot（英语：Eurockot Launch Services）
任务结束
丢弃形式	再入大气层
公告日期	2017年10月27日[7]
离轨日期	GRACE-1：      2018年3月10日      6时09分 UTC[8]      45.9°S 20.4°E / -45.9; 20.4 GRACE-2：      2017年12月24日      0时16分 UTC[9]      63.9°N 160.9°W / 63.9; -160.9
轨道参数
参照系	地心轨道
轨域	太阳同步轨道
半长轴	6741 公里（2016年5月）[10][11]
离心率	0.0006346（GRACE-1[12]） 0.0002005（GRACE-2[13]）
近地点	152 公里（GRACE-1[12]） 131 公里（GRACE-2[13]）
远地点	161 公里（GRACE-1[12]） 134 公里（GRACE-2[13]）
倾角	88.9490°（GRACE-1[12]） 88.9684°（GRACE-2[13]）
周期	91.8 分钟（2016年5月）[10][11]
历元	2018-03-09 21:59:42 UTC（GRACE-1[12]） 2017-12-23 22:29:47 UTC（GRACE-2[13]）

任务历史

GRACE 项目最初于 1996 年由美国德州大学奥斯汀分校空间研究中心（Center for Space Research，或简称 UTCSR）、德国地球科学研究中心（GFZ）与NASA的喷射推进实验室共同提出，隔年被选为 NASA “Earth System Science Pathfinder”（ESSP）项目的第二飞行项目^[15]。

任务总成本约 1.27 亿美元，由 NASA 和 DLR 共同负担，NASA 负担其中的九千七百万，而 DLR 则负担剩下的三千万。另外卫星发射费用约八百万美元^[16]。

科学研究

相较于早期对地球重力场的观测（如2000年开始的微型卫星酬载挑战项目 CHAMP），从 GRACE 卫星得到的数据所测绘出的重力场地图精确度比以往高出 100 至 1000 倍，每 30 天能测绘出一次全球重力场分布地图^[16]，地图通常会制作成外型不规则的三维计算机图形，以便凸显地球质量和重力的细微变化。此外这些数据也有助于科学家在海洋学、水文学、冰川学、地质学及全球气候方面的研究。

后续任务

从发射后至今，GRACE 卫星的轨道有愈来愈低，呈现衰减的趋势^[17]，因此NASA决定发展其接续项目“GRACE Follow-On”（或简称 GRACE-FO），该任务同样使用双卫星观测，并于 2018 年 5 月 19 日于范登堡空军基地由猎鹰9号运载火箭搭载发射，接手探测任务。

参考来源

1. GRACE 1. National Space Science Data Center. NASA. [17 August 2016]. （原始内容存档于2012-10-23）.
2. GRACE 2. National Space Science Data Center. NASA. [17 August 2016]. （原始内容存档于2012-10-23）.
3. GRACE (ESSP 2). Gunter's Space Page. [10 December 2017]. （原始内容存档于2021-02-24）.
4. GRACE Launch: Press Kit (PDF). NASA. March 2002 [11 December 2017]. （原始内容存档 (PDF)于2021-04-21）.
5. GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment). Satellite Missions Database - eoPortal. ESA. [2016-05-21]. （原始内容存档于2021-04-13）.
6. Trajectory Details: GRACE 1. National Space Science Data Center. NASA. [10 December 2017]. （原始内容存档于2016-03-04）.
7. NASA. Prolific Earth Gravity Satellites End Science Mission. 27 October 2017 [31 October 2017]. （原始内容存档于2017-11-18）.
8. Decay Data: GRACE-1. Space-Track. 10 March 2018 [11 March 2018]. （原始内容存档于2020-12-28）.
9. Decay Data: GRACE-2. Space-Track. 24 December 2017 [13 February 2018].^{[永久失效链接]}
10. GRACE-1(NORAD 27391U) - Tracking. SATVIEW. [2016-05-21]. （原始内容存档于2020-11-26）.
11. GRACE-2(NORAD 27392U) - Tracking. SATVIEW. [2016-05-21]. （原始内容存档于2020-11-26）.
12. GRACE-1 - Orbit. Heavens-Above. [2019-01-23]. （原始内容存档于2019-01-23）.
13. GRACE-2 - Orbit. Heavens-Above. [2019-01-23]. （原始内容存档于2019-01-23）.
14. GRACE Mission. Physical Oceanography Distributed Active Archive Center (PO.DAAC). JPL. [2016-05-21]. （原始内容存档于2021-05-06）.
15. Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) Mission. German Research Centre for Geosciences (GFZ). [2016-05-21]. （原始内容存档于2021-02-23）.
16. Spaceflight Now. Gravity mapping satellites launched into space. Spaceflight Now. 2002-03-17 [2016-05-21]. （原始内容存档于2021-02-11）.
17. GRACE Orbit Lifetime Prediction. Center for Space Research. University of Texas at Austin. [2016-05-21]. （原始内容存档于2016-05-29）.

外部链接

网站

• （英文）GRACE 任务官方网站 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 德州大学奥斯汀分校空间研究中心
• （英文）GRACE 任务介绍 （页面存档备份，存于互联网档案馆） NASA 喷射推进实验室（JPL）

影片

• GRACE 卫星发射 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• GRACE 卫星电脑模拟动画 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• GRACE-FO 项目介绍 （页面存档备份，存于互联网档案馆）