GRACE-FO卫星是GRACE卫星计划的后续项目，由美国国家航空航天局（NASA）与德国地学研究中心（GFZ）合作研制。以下是对GRACE-FO卫星的详细介绍：
GRACE-FO卫星是GRACE卫星计划的后续卫星，由NASA与GFZ合作研制，于2018年5月22日发射升空。该卫星任务包含两颗低轨卫星，星间距离约220±50km，设计寿命5年。卫星轨道为近圆近极轨道，轨道倾角89°，初始平均轨道高度490km。GRACE-FO卫星任务采用高-低卫星跟踪卫星/低-低卫星跟踪卫星测量模式，除利用高轨GPS卫星对低轨GRACE-FO双星实现精密跟踪定位外，两颗GRACE-FO卫星在同一轨道平面内前后相互跟踪飞行，以实现地球重力场的高精度测量。GRACE-FO卫星任务的主要目标是持续跟踪全球水循环，研究地下水储量、河流湖泊、土壤湿度以及冰川质量变化机制等。
一、基本信息
- 卫星名称：GRACE-FO，全称为Gravity Recovery and Climate Experiment - Follow-On，意为“GRACE计划”的延续。
- 发射时间：2018年5月22日。
- 发射基地：美国加利福尼亚州范登堡空军基地的SLC-4E发射台。
- 运载火箭：猎鹰9号v1.2（ex）火箭。
- 设计寿命：5年。
二、卫星构成与轨道
- 卫星数量：GRACE-FO任务包含两颗低轨卫星。
- 卫星尺寸与质量：每颗卫星长约3米，宽约2米，高约0.8米，重约580公斤。
- 星间距离：两颗卫星在轨道上将相隔约220±50千米。
- 轨道类型：近圆近极轨道。
- 轨道高度：初始平均轨道高度为490千米，实际运行时的轨道高度范围为485千米至504千米。
- 轨道倾角：89°（或88.99°，不同来源略有差异，但均接近90°）。
三、测量模式与技术
- 测量模式：GRACE-FO卫星任务采用高-低卫星跟踪卫星/低-低卫星跟踪卫星测量模式。除利用高轨GPS卫星对低轨GRACE-FO双星实现精密跟踪定位外，两颗GRACE-FO卫星在同一轨道平面内前后相互跟踪飞行，以实现地球重力场的高精度测量。
- 测量技术：GRACE-FO卫星通过微波干涉和激光干涉技术来测量两颗卫星之间的距离变化，从而精确探测地球重力场的变化。这种技术使得科学家能够监测地球上冰层融化、冰川退缩、海平面上升、地下水减少等现象和趋势。
四、科学目标与应用
- 持续跟踪全球水循环：GRACE-FO卫星的主要目标是持续跟踪全球水循环，包括地下水储量、河流湖泊、土壤湿度以及冰川质量变化机制等。
- 气候变化研究：该卫星提供的数据有助于科学家研究气候变化对地球冰盖融化及海平面上升的影响，以及监测主要食品产区的地下水枯竭趋势。
- 地球科学教育：GRACE-FO卫星的任务类型还包括科学与教育，为地球科学领域的研究人员和学生提供了宝贵的观测数据和实验平台。
五、数据产品与服务
- 数据产品：GRACE-FO卫星每天将生成多达200张大气和电离层温度分布以及水蒸气含量的剖面图，并定期更新地球引力场模型。
- 数据服务：NASA和GFZ等研究机构会提供GRACE-FO卫星的观测数据产品和服务，包括数据下载、处理和分析工具等，以支持科学家和研究机构进行深入研究。
综上所述，GRACE-FO卫星是一项重要的地球观测任务，通过高精度测量地球重力场的变化，为科学家提供了研究全球水循环、气候变化以及地球科学教育等领域的重要数据支持。
