• 通过地球观测任务和地球信息中心的推出提高气候数据的质量和数量;通过成功的 X-plane 演示,继续与我们的商业伙伴一起开发和实施创新高效的技术方案。 • 通过扩展我们的工具集,包括警戒搜索和检测、持续预警和及时响应,对来自太空的潜在危险物体做出反应;帮助领导人协调政府机构,以最大限度地提高我们在需要使用这些防御措施时取得成功的可能性。 • 为领导人制定政策和技术方案,以应对日益增加的近太空交通和人造空间碎片造成的危险,保护所有国家和子孙后代的生命和财产。 • 劳动力:继续学习和适应,以满足我们劳动力的需求。 • 采购改革:加强我们采购实践的完整性和卓越性。首要任务包括推进采购创新和严谨性,以及加强采购劳动力和文化。
几十年来,NASA 一直利用太空这一独特优势来测量地球各种相互联系的系统,以了解人类和自然影响所导致的变化。NASA 地球科学技术办公室 (ESTO) 的技术发展使我们在测量地球方面取得了突破,并为灾难响应和政策制定提供了新的工具和能力。我们为 ESTO 资助项目在 2024 年取得的成就感到非常自豪,地球科学取得了众多技术进步,新项目的选择也极具竞争力。近一半的 ESTO 活跃技术项目至少提高了一个技术就绪水平 (TRL),至少有 20 个项目已过渡到后续开发工作或融入地球观测任务、运营或商业应用。今年,超过 250 名学生(从高中到博士)直接参与了 ESTO 资助的项目。
法国空间研究中心(CNES)。它是继美国 NASA 和俄罗斯 Roscosmos 之后第三古老的航天局。1965 年,法国成为第六个将卫星送入轨道的国家,也是第三个拥有国内发射能力的国家。1 CNES 在“具有战略、经济和科学重要性的领域”实施法国民用航天战略,以进一步促进法国和欧洲在航天领域的利益。2 CNES 对法国航天战略的重要性不断增加,2019 年,CNES 的预算为 22 亿欧元(20 亿美元),是欧洲所有民用航天局中最高的。3 CNES 的优先事项包括帮助建立下游业务,并鼓励初创企业和新公司利用来自太空能力的数据。4 该机构还表示有兴趣开放其空间数据,以加强合作,从已收集的信息中创造新价值,特别是在地球观测任务中。5 其中一个例子是与工业界建立合作伙伴关系——2014 年,法国国家空间研究中心与空中客车公司合作,向独立研究人员开放了来自地球观测卫星 Spot 的数据,希望推动科学知识和分析的发展。6
操作:任务从使用猎鹰 9 号从地球成功发射开始。进入地球轨道后,航天器执行一系列轨道调整,以达到前往火星所需的速度。发射后,航天器执行精确的轨道转移,以与前往火星的轨道对齐。此操作包括计算燃烧,以使航天器走上正确的路径,确保高效准确地到达红色星球。轨道转移后,航天器进入巡航阶段,在此期间它将穿越广阔的空间前往火星。在此期间,航天器可以进行系统检查、仪器校准和任何必要的航向修正,以微调轨道。当航天器接近火星时,它会执行进入轨道的关键操作。精心定时的燃烧使航天器能够减速并被火星引力场捕获。这标志着从行星际空间过渡到火星轨道。椭圆轨道的设计旨在优化观测和通信能力,使航天器能够在任务期间改变与火星的距离。一旦进入所需的椭圆轨道,航天器便开始其通信和观测任务目标,并开始收集数据。建立通信系统以促进数据传回地球。在整个任务期间,航天器继续在椭圆轨道内运行,并根据需要定期调整以保持最佳状态。这种适应性确保任务能够应对运行期间的动态因素和意外发现。
演讲偏好:口头 标题:人工智能在天气和环境卫星遥感中的应用 作者:Allen Huang 作者所属:SSEC/CIMSS,威斯康星大学麦迪逊分校 通讯作者的电子邮件地址:allenh@ssec.wisc.edu 关键词:人工智能 (AI)、深度学习、大数据 摘要(最多 500 字):根据世界气象组织 (WMO) 空间计划观测系统能力分析和审查工具 (OSCAR) 网站 https://www.wmo-sat.info/oscar/satellites,列出了 727 多个条目,记录了过去、现在和未来的气象和地球观测任务卫星。由于大多数卫星都携带多个传感器,据估计,数千个传感器已经、正在和将要产生数千 PB 级的遥感大数据。这些旧的、新的和未来的异构天气和环境信息丰富的观测数据,再加上其他机载和地面遥感、现场传感器和模型数据,已经超出了我们目前存档它们的能力,更不用说尝试使用它们了。在本演讲中,将讨论将天气和环境大数据与复杂的数学算法、高性能计算能力和人工智能 (AI) 深度学习分析相结合的潜力,人们可以利用对数据收集的大量投资,并展示出在提高我们在天气预报、环境监测和气候研究方面的能力方面超过成本的收益。
摘要:及时、准确的监测是掌握各类自然资源种类、数量、质量和分布状况的前提。目前,卫星遥感是主要的观测手段,具有观测规模大、速度快、成本低等优势。但随着自然资源管理的日益精细化,卫星遥感在观测时效性、动态性和准确性方面存在不足。针对这些问题,天基、空基和地基观测技术相结合,发挥各自优势,是一种有效的解决途径。本研究针对自然资源监测监管中单一监测手段的不足,重点研究天空地一体化观测网络的建设与应用。本文将卫星遥感、无人机摄影、视频监控和实地调查相结合,建立天空地一体化观测网络,提出在观测任务、观测规模和观测时间等方面的协同观测机制,并通过指标库和工作流引擎建立监测指标和监管流程,实现自然资源监测监管“发现、分析、核查、处置、撤销”的闭环管理。随后,通过连接观测网络,遵循闭环管理流程,设计开发了跨终端软件,实现了自然资源监测监管的流程自动化。最后,将观测网络和软件投入实践,结果表明天空地一体化观测网络能有效提高自然资源监测监管的效率和准确性。
固体激光冷却是一项突破性技术,能够以微型方式将温度无振动冷却至 100 K。它似乎是一种很有前途的技术,可以提高未来观测卫星的性能,例如在 SWIR 和 NIR 领域。本文首次研究了在观测卫星上集成激光冷却器。我们的研究侧重于卫星有效载荷和平台级别的尺寸、重量和功率 (SWaP) 标准。其目标是评估在低地球轨道 (LEO) 红外观测任务中使用光学低温冷却器而不是机械低温冷却器的兴趣。提出了一种初步的空间激光冷却器 (LC) 架构。它由两部分组成。第一部分是冷却头,基于最先进的冷却晶体 10%Yb:YLF 和像散多通腔。第二部分是低温冷却器光电子学,基于耦合到冷却头的冗余激光二极管和光纤。考虑到红外探测器的热负荷和低温恒温器内的寄生热通量,估算了小焦平面的冷却功率。然后考虑到晶体效率、热链接损耗和光电效率,估算激光冷却器所需的光功率和电功率。假设一个为期 5 年的 LEO 微卫星任务,则对电力系统(PCDU、太阳能电池阵列、电池)和热控制系统(热管、散热器)进行尺寸计算。增加了额外的质量裕度以考虑机械支撑结构。最后,分别将有效载荷和平台的质量和体积相加,以获得卫星级别的 SWaP 平衡,代表激光冷却器的整体影响。在相同的任务和平台假设下,对微型脉冲管冷却器 (MPTC) 架构重复了该研究。最后,对这两种架构进行了比较。结果表明,即使激光冷却器的功率要求很高,质量和内部体积的减小也使得小型卫星有效载荷成为可能。
地球的气候正在发生变化,天气和洪水事件、极端温度和野火蔓延给社会造成昂贵影响的可能性增加。几十年来,NASA 一直从太空的有利位置收集数据,以了解人类和自然影响导致的气候变化。但我们不只是研究气候,我们还会采取行动。NASA 地球科学技术办公室 (ESTO) 的技术发展使我们在测量地球方面取得了突破,并为灾难响应和政策制定提供了新的工具和能力。我为 ESTO 资助项目在 2023 年取得的成就感到非常自豪,地球科学取得了众多技术进步,新项目的选择也极具竞争力。2023 年 3 月,ESTO 庆祝了成立 25 周年,这是我们组织的一个重要里程碑,也是我们回顾 25 年值得注意的成功的催化剂。自 1998 年成立以来,ESTO 已资助了 1,100 多项技术开发,其丰富的项目凸显了我们组织在 NASA 地球科学部门中的独特作用。我们选择了 25 个这样的故事来重点介绍,读者可以在第 14 页的“ESTO 影响:25 周年项目”部分中进一步探索。在 2023 财年 (FY23),ESTO 继续巩固这一 25 年的技术开发传统。今年,31% 的活跃 ESTO 技术项目至少推进了一个技术就绪水平 (TRL),至少 18 个活跃和已完成的项目已过渡到后续开发工作或注入地球观测任务、运营或商业应用。我们特别自豪地报告,今年至少有 157 名学生(从高中到博士)直接参与了 ESTO 资助的项目。今年也以 ESTO 主任 Pamela Millar 的离职开始,她领导了我们组织六年。 ESTO 团队对她的领导能力和她为 NASA 服务 30 多年深表感谢。2023 年 9 月,我被选为 ESTO 新主任,我对这一选择深感荣幸。我认真对待这一职位的挑战,并认识到我们工作的高度知名度以及我们办公室所发挥的关键作用。在我的领导下,ESTO 将继续成为一个成功、受人尊敬的组织,并在成熟的商业模式下运营。我们拥有一个真正杰出的社区,从我们的项目经理和员工到我们的首席研究员及其团队,我很高兴能够通过开发突破性技术继续 ESTO 推动地球科学发展的传统。
首先是海军陆战队少将,然后作为NASA管理员,小查尔斯·博尔登(Charles F. Bolden Jr.2009年,巴拉克·奥巴马(Barack Obama)总统任命博尔登(Bolden)为第十二名NASA管理员,这使他只是第二次担任该职位的宇航员。领导NASA时,Bolden负责从航天飞机系统到新的勘探时代的过渡,完全专注于国际空间站(ISS)和航空技术开发。Bolden领导了太空发射系统和Orion Crew Capsule的开发。Bolden还监督了向商业空间倡议的转变,以处理ISS的补给。他创建了NASA的太空技术任务局,负责开发将使未来探索任务成功的技术。Bolden的任期包括火星好奇的漫游者登陆的胜利,这是Juno任务的成功,该任务有助于我们更完全了解地球木星,增加了负责地球观测任务的卫星数量,并持续进展,朝着预期的2021年詹姆斯·韦伯(James Webb)空间的预期推出。不要忘记NASA中的第一个“ A”代表航空公司,Bolden还将注意力集中在NASA的航空计划上,以及该机构开发可以比以往更快,更远,更安静和更绿色的飞机开发飞机的目标。在他是NASA宇航员的职业生涯中,Bolden乘坐四个航天飞机任务飞行,在太空中登录了680个小时。1986年,他驾驶的航天飞机哥伦比亚(STS-61C)和1990年的航天飞机发现(STS-31) - 部署了哈勃太空望远镜的任务。他还曾在1992年在Atlantis航天飞机上担任任务指挥官(STS-45),并于1994年(STS-60)担任航天飞机发现。Bolden在1986年的航天飞机挑战者灾难之后,还曾在约翰逊航天中心担任NASA安全部门。Bolden也有漫长而杰出的军事生涯。美国的毕业生海军学院,鲍尔登在越南战争期间飞行了100多次战斗任务。后来他是海军航空测试中心系统工程和罢工飞机测试局的测试飞行员。在1994年完成了宇航员的服务后,他曾在海军学院担任中级船员的助理指挥官,并在1998年担任科威特(Kuwait)沙漠雷霆行动的海洋远征军指挥官。他上次担任加利福尼亚州海军陆战队Miramar海军陆战队航空公司第三海军飞机翼的总指挥官,然后他从海军陆战队退休。Bolden拥有南加州大学系统管理科学硕士学位。他的过去荣誉包括国防杰出的服务奖章,国防上级服务奖章,杰出的飞行十字架,空中奖章,三个NASA
我们的目标(续) 帮助美国人应对自然灾害 为防止灾害演变为灾难,早期预警是关键。卫星数据通常能提供问题的最早信号。NASA 正在利用我们自己的卫星和私人商业卫星群的先进功能,大幅提高国家预报和应对严重风暴、干旱、火灾和其他灾害的能力。NASA 为其合作伙伴和公众提供近乎实时的数据产品、预警工具和灾害地图门户,这是一个强大的灾害专用地理信息系统产品在线界面。NASA 还开发了一种先进的山体滑坡预报模型 — 让我们能够在山体滑坡发生前提供准确的预测模型,并提供卫星山体滑坡地图来指导急救人员。 NASA 正在迅速提高我们对飓风的了解。我们的 TROPICS CubeSats 和 GPM 卫星等工具收集数据以改进近期预报并加深我们对飓风强度的了解。NOAA 的国家飓风中心和联合台风警报中心使用了这些研究数据。野火发生频率和严重程度的不断增加带来了重大风险,尤其是在西部各州。NASA 的卫星和机载机队有助于估计燃料负荷和其他野火风险的关键因素。我们在火灾期间直接与美国森林服务局和其他机构合作,同时还领导研究以改善火灾预报、恢复和对社区长期影响的理解。NASA 使用传感器检测活跃火灾的热红外信号,自由公开地分享有关火灾发生地点的信息。应对“晴天洪水”和海平面上升其他方面的沿海社区依靠 NASA 的专业知识来提供未来几十年的精确预测。除了为沿海基础设施规划和灾害缓解提供信息外,NASA 还帮助国防部应对全球沿海军事设施和行动面临的风险。支持国家安全 NASA 的地球观测任务为各种安全利益提供了有价值的信息。我们的空间大地测量计划建立了地球方向参数、精确的卫星轨道和参考框架,这些是其卫星的位置、导航和计时精度的基础。同样的参考框架也支撑着 GPS 的准确性。此外,NASA 的激光反射器阵列 (LRA) 和卫星激光测距支持新一代 GPS 卫星的校准。NASA 与海军研究办公室和国家冰中心合作,帮助提高北极的态势感知能力,这对国家安全至关重要,并确定了作战区域和贸易路线。NASA 的陆地表面监测——通过结合卫星和地面观测与预报技术的先进陆地信息系统 (LIS) 模型——支持美国及其合作伙伴在世界各地的行动。支持当地社区决策卫星对温度、湿度和降水的测量有助于预测蚊媒疾病(如西尼罗河病毒 (WNV))的爆发。NASA 支持为南达科他州、路易斯安那州、俄克拉荷马州和密歇根州创建 WNV 预报工具的工作。美国各地的水资源管理者面临着在竞争激烈的需求中分配水源的重大挑战。NASA 利用卫星观测和模型在了解淡水方面处于领先地位,可以从近地表到根区再到深层含水层。例如,GRACE 卫星彻底改变了大规模水存储的监测方式,使我们能够测量美国主要含水层的排水和补给情况。美国干旱监测中心使用 GRACE 和其他卫星来评估土壤湿度。