歐洲航天局希望改進用于衛星風力監測的紫外探測器。

風力測繪衛星Aeolus，旨在為天氣和氣候模型提供更好的風力數據

據麥姆斯咨詢介紹，位于英國的光傳感器開發商Teledyne e2v將為歐洲航天局開創性“風神”（Aeolus）衛星任務的后續運行研發“下一代”探測器。

延遲到2018年發射的Aeolus風力測繪衛星，在其多普勒激光雷達（LiDAR）中使用了倍頻Nd： YAG激光器來測量大氣風速，是這類儀器首次在太空中的部署應用。

現在，Aeolus捕捉的數據正被用于提高天氣預報和氣候模擬的準確性。其中，英國氣象局（Met Office）在Aeolus數據收集3小時后就可以用上這些數據。

不過，Aeolus的光學硬件仍存在一定的局限性，歐洲航天局（ESA）和歐洲氣象衛星應用組織（EUMETSAT）目前正在研究可能的后續任務，以進一步提高其性能。

CCD69探測器

作為初步行動的一部分，Teledyne e2v表示已與歐洲航天局簽訂協議，將為Aeolus開發一款改進版本的“CCD69”探測器。

CCD69探測器是一款具有新穎電荷存儲區的16 x 16像素CCD傳感器，它能夠測量返回紫外激光脈沖的距離，從而解析大氣中氣溶膠的高度，以及相當于每個高度風速的多普勒頻移。

這項技術還能夠識別稀薄的氣溶膠和云層，以及厚云層頂部的高度。

據Teledyne Imaging公司旗下Chelmsford公司評價稱：“歐洲航天局Aeolus任務在太空中首次部署了多普勒風力激光雷達，利用這些經驗和數據，Teledyne e2v將進一步提高紫外探測器的性能和靈敏度，未來將部署在下一代天基多普勒風力激光雷達儀器中?！?/p>

據歐洲航天局Aeolus任務科學家Anne Grete Straume-Linder介紹，Aeolus進行的風力觀測為天氣預報帶來了顯著的積極影響，目前已被多家氣象中心應用。

Straume Linder指出：“我們注意到該衛星積極影響了過去很少觀測到的海拔10公里~30公里之間的對流層上部和平流層下部，還填補了熱帶、南半球和極地地區的數據空白。”

光學像差

Straume Linder在去年12月舉辦的Appleton Space Conference會議上關于該任務討論時表示，歐洲氣象衛星組織和歐洲航天局成員國對未來可能開展的多普勒風力激光雷達氣象任務感興趣，目前正在進行早期行動。

目前，衛星系統的局限之一在于返回的激光信號通常非常微弱。Straume Linder在Appleton展會上的演講中，還強調了溫度變化和反射鏡性能導致的光學像差問題。

風力測量偏差還源于收集微弱激光信號的大型望遠鏡（直徑1.5米）的溫度波動，盡管該問題已由該任務的地面行動組校正。

雖然后續任務的所有具體細節尚未確定，但是提高大氣信號水平探測是一個主要目標，而改進的光傳感器對這一目標至關重要。

Straume Linder指出，具有更高脈沖能量的改進的更穩健激光性能，提高的風速垂直分辨率，更優的反射鏡質量，以及更好的望遠鏡熱控制都是優先考慮的問題。

Teledyne e2v負責該項目的總工程師Paul Jerram評價說：“我們很自豪Teledyne e2v的獨特技術能夠成為改善全球天氣預報的衛星任務的核心，對于開發質量更高的下一代探測器，以更高分辨率的數據進一步改善氣候科學，我們感到很興奮?！?/p>

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