2025年4月24 日
- 歐洲太空總署生物質任務計畫於 2025 年 4 月 29 日發射，並將首次實現森林生物量的精確測定。
- 德國為此任務貢獻了20%以上，是主要工具。這些貢獻由德國航太局 DLR 負責協調。
- 德國航空航天中心微波與雷達研究所進行了飛機測量活動，以開發估算森林生物量的演算法，並為德國雷達系統開發了原型雷達資料處理器和軟體模擬器。
- 重點：太空、地球觀測、氣候變遷
森林覆蓋面積達4,060萬平方公里，幾乎佔地球無冰陸地面積的三分之一。它們向大氣提供新鮮的氧氣，因此也被稱為地球的「綠肺」。我們星球的這個重要「器官」有多健康？它能否繼續為我們提供足夠的新鮮空氣，使地球的生態系統保持正常運作？要回答這些問題，確定森林的「肺容量」非常重要。這項任務將由生物質任務接管，該任務計劃於 2025 年 4 月 29 日搭載 Vega-C 火箭從法屬圭亞那庫魯的歐洲航天港發射升空。德國航空航天中心（DLR）執行董事會成員、德國航天局局長瓦爾特·佩爾澤博士強調：「森林是地球的綠肺。然而，迄今為止，全球森林生物量的估算尚不明確。歐洲生物質探測任務將首次高精度測定這一重要碳儲量的體積，從而提供森林健康狀況的詳細圖景——這將為準確計算全球變暖、預測氣候變遷後果並採取適當應對措施做出根本性貢獻。
德國製造的「肺容量檢測儀」可測定生物量和碳
生質能是歐洲太空總署未來地球探測計畫中的第七次地球探測器任務，該計畫的主要目的是為新技術應用於地球觀測業務鋪平道路。德國為此任務貢獻了約20%。這些貢獻由德國航太局 DLR 負責協調。此任務的「核心」是德國開發的P波段合成孔徑雷達（SAR）儀器，旨在高精度測量森林生物量及其所含碳量和分佈。該工具將確保 Biomass 每七個月提供一次全球森林生物量和樹木高度地圖。它們對於國際氣候協議至關重要。這項任務履行了德國太空戰略在聯合國2030年議程、歐盟綠色協議、巴黎氣候協定和其他國際承諾背景下的重要目標。
這款「肺容量探測器」是由位於腓特烈港的空中巴士防務與航太公司所開發的。位於奧伯普法芬霍芬的德國太空中心微波與雷達研究所進行了準備性飛機活動，開發了原型雷達資料處理器，並將支援發射後任務的校準和驗證階段。
研究飛行為最精確的測量鋪平了道路
德國航太中心微波與雷達研究所的康斯坦丁諾斯·帕帕塔納西奧（Konstantinos Papathanassiou）解釋說：「地球上的森林對氣候、生物多樣性，尤其是人類的未來都至關重要。因此，不僅要記錄它們的現狀，還要預測其未來發展。這並非易事，因為森林目前正承受著巨大的壓力，例如砍伐、火災和氣候後果對碳化物的影響了這一點。 「生物質」任務首次能夠確定森林的三維結構，從而確定其生物量的空間分佈，並捕捉其空間複雜性和多樣性。這不僅可以評估森林的現狀，還可以預測其未來發展。相關方法由歐洲科學家開發，德國航空航天中心也參與其中。
作為第一個在 P 波段運行的衛星任務，生物質任務必須克服科學和技術挑戰。德國航太中心微波與雷達研究所從一開始就參與其中，並利用其在 SAR 技術方面的豐富專業知識在所有任務和選擇階段為該計畫提供支援。科學上，負責森林高度和森林變化產品的定義、生成和驗證。利用 DLR 機載雷達系統為生物質任務進行科學準備的活動（包括在加彭的兩次飛行）對於產生地球物理產品的演算法的開發和驗證至關重要。在這些測量活動期間建立了斷層掃描資料集。此次測量飛行由位於奧伯普法芬霍芬的飛行實驗設施運營，採用德國宇航中心研究飛機 Dornier DO 228-212 進行。該活動由德國航空航天中心牽頭並與歐洲太空總署合作進行。
樹木－地球上巨大的碳儲存庫
樹木在光合作用過程中吸收二氧化碳 (CO₂) 並將其轉化為木材，從而儲存大量碳。完整和接近大自然的森林、荒野和濕地的土壤也儲存了大量的碳。雨林是最大的二氧化碳儲存地之一。根據科學估計，全球仍有約1,800萬平方公里的雨林──這是德國面積的50倍以上。其中約1,340萬平方公里為熱帶雨林。其中最大的是亞馬遜雨林，面積達七至八百萬平方公里。相較之下，歐盟的面積僅為其一半左右，為420萬平方公里。當由於森林砍伐或火災而突然釋放大量二氧化碳時，這會對氣候產生巨大影響。生物質任務將提供有關雨林及其他地區（包括北半球北方森林）的森林資源、生態系統服務、生物多樣性和保育的重要資訊。然而，收集到的數據的用途遠遠超出了觀察森林。收集到的數據還可以用於監測電離層（地球大氣層的上部）、冰川和冰蓋。此外，還可以記錄沙漠地區的地下地質結構和植被茂密地區的地形。
生物質－德國大力參與的歐洲使命
德國為此任務貢獻了20%以上，是主要工具。這些貢獻由德國航太局 DLR 負責協調。德國航太中心微波與雷達研究所對此任務進行了測試，並開發了原型資料處理器和雷達系統的軟體模擬器。此外，德國也負責關鍵的技術工作包，特別是透過空中巴士防務與航太公司（加強其雷達專業知識），同時也負責許多中小型企業（SME）。空中巴士防務與航太公司負責雷達儀器（不含反射板）和中央電子設備的研發，並參與了太陽帆的研發。 DSI GmbH 建造了所謂的有效載荷資料處理單元—有效載荷資料的交換中心。 OHB System AG 負責平台架構，Ariane Group 負責推動系統。 TESAT Spacecom GmbH 建造了 X 波段和 S 波段通訊系統，並與 United Monolithic Semiconductors 共同開發了中央 GaN 晶體管，該晶體管可提供節能放大，並首次在太空中使用。不來梅應用太空技術和微重力中心 (ZARM) 製造了磁力矩器，羅克韋爾柯林斯公司製造了旋轉輪。 HPS GmbH、SpaceTech GmbH 和 RST Rostock 承擔了進一步的任務。
為了協調科學應用，德國太空總署代表耶拿的馬克斯普朗克生物地球化學研究所設立了一個計畫辦公室。
[照片]
(A) 生物量任務－精確測定森林的生物量
歐洲太空總署生物質任務計畫於 2025 年 4 月 29 日發射，並將首次實現森林生物量的精確測定。德國為此任務貢獻了20%以上，是主要工具。這些貢獻由德國航太局 DLR 負責協調。德國航空航天中心微波與雷達研究所進行了飛機測量活動，以開發估算森林生物量的演算法，並為德國雷達系統開發了原型雷達資料處理器和軟體模擬器。
(B) 為生物質任務做準備的加彭紅樹林飛機雷達影像
雷達影像顯示的是加彭恩科克附近的紅樹林，由德國航空航天中心的機載雷達系統於 2016 年拍攝。歐洲太空總署的生物量任務將首次實現森林生物量的精確測定。像這樣的機載雷達影像對於它們的發展至關重要。此次測量飛行由位於奧伯普法芬霍芬的飛行實驗設施運營，採用德國宇航中心研究飛機 Dornier DO 228-212 進行。該活動由德國航空航天中心牽頭並與歐洲太空總署合作進行。