我要遥望，就在月亮之上
2016/3/19 中科院之声

     月球是地球唯一的自然卫星，也是人类目前唯一能到达的地外星球。当歌手们唱着“我在仰望，月亮之上”，科学家提出：我要遥望，就在月亮之上。

     科技发展到今天，从地球上看太空、从太空上看地球，已然不是难事。那么，如果在月球上布设遥感器看地球，能否实现？

     中科院遥感与数字地球研究所郭华东院士提出了面向全球变化的月基对地观测的设想：如果在月球上布设一系列科学传感器，利用月球作为对地观测平台来对全球尺度的科学现象开展研究，将对于实现长期连续的大区域全球变化和宏观地球科学现象的观测具有重要意义。

     这一概念指出，相比于星—机—地的观测平台，月球作为对地观测平台具有独特优势：月球近地面总是朝向地球，可对地球的同一地区做长时段、可变视角的快速观测，可同时观测到整个地球半球；月球结构稳定，可以布设传感器形成稳定的干涉基线；月球的寿命相当长，有利于获取超长的、易于校准的时间序列数据。

     月基对地观测的肇始

     从月球观测地球最早可以追溯到1972年。阿波罗16号宇宙飞船第五次将人类送上月球，宇航员们使用远紫外线望远镜和光谱仪，获取了地球大气和地冕的图像和光谱，但是由于当时技术能力的限制,并没有获得连续的长时间的对地观测数据，并且随后的30余年中,相关的研究工作也基本停滞。

     月基对地观测的发展

     本世纪初期，随着美国提出“重返月球计划”，科学家们开始进行月基对地观测方面的探索。例如，Johnson等提出了月基可见光/近红外仪器对地观测科学思路，Ramsey等则对利用热红外传感器从月球监视地球的热点目标及自然灾害的可行性进行了分析，Palle等从地球的辐射平衡和球面反照率反演问题出发对月基对地观测技术进行了探讨，Moccia等和Fornaro等分别从干涉应用的角度分析了月基SAR的系统参数。

     我国于2013年12月完成的嫦娥三号任务的主要科学目标为“观天、看地、探月”。其中，嫦娥三号卫星搭载的极紫外相机被形象地称为嫦娥三号看地球的“眼睛”，这是国际上首次在月球表面着陆的极紫外波段成像仪器，其主要任务是“看地”——对地球周围的等离子层进行成像探测。

     月基对地观测的目标

     月基对地观测的主要价值在于利用月基传感器观测地球宏观科学现象具有明显优势。获取数据的整体一致性、长期一致性是月基观测的一个重要特点，这正是目前全球变化研究所急需的。月基观测数据能够应用于区域及全球尺度的地表参数长期规律及异常研究、全球能量平衡研究、比较行星学研究等多个方向。另外，固体地球、海洋、大气均会受到月球、太阳及其他天体引力影响而产生潮汐现象，月基观测为进一步研究潮汐现象对地球系统的影响提供了独特视角。月球构造稳定，能形成稳定的干涉基线，可用于地表形变测量、卫星及深空探测器定位等方面。月基观测具有广大视角，不仅可以观测整个地球，还可以观测整个近地空间，从而推动地表圈层与大气上部圈层相互影响研究的发展。

     目前，月基观测概念还处于理论研究阶段。郭华东介绍，全球变化月基观测的科学目标是要研究月基对地观测的方法体系，确定适合于月基对地观测的科学现象及相应的仪器参数及观测方式，希望能早日建立月基对地观测系统。这一概念实现之时，将对人类研究全球环境变化和地球系统科学提供崭新的技术手段和能力。

    

    月基SAR与普通星载SAR成像条带比较

     来源：中国科学院遥感与数字地球研究所

    

    

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