图说：加拉帕戈斯群岛 （The Galapagos Islands）。由美国宇航局（NASA）宇航员Ricky Arnold在地球上空200多英里处拍摄。
正文：一架SpaceX Falcon 9火箭计划于周二下午3点47分（格林威治标准时间19：47）从美国加利福尼亚州的范登堡空军基地（Vandenberg Air Force Base）发射升空。这架火箭乘载的宇宙飞船将沿着被称为“GRACE-FO”的轨道继续上升。这是15年前被称为 “重力恢复和气候实验（GRACE）” 的任务的后续。
那么，如何从太空中来测量水的重量呢？
这两颗卫星，每颗都有一辆小轿车那么大，在未来的五年内，它们将在距离地球大约310英里（490公里）的高空以彼此相距137英里（220公里）的距离环绕地球飞行。
根据物理定律，地球上最微小的质量变化都将改变地球对卫星的引力。
当主卫星飞越过一座山峰时，由于该地区有相较于其他地区额外的质量，从而产生对主卫星略强的重力引力，将导致主卫星距离它的孪生兄弟（另一颗卫星）远一些。
这些微小的距离变化会被宇宙飞船不断记录下来，因为每一次的距离变化都代表着地球上的质量的变化。
卫星使用的是月参考点，因为除非发生地震或其他不寻常的事件，只有水有能力快速改变地球质量。
水总是有质量的，无论是处于液态，固态还是气态。
当冰川融化时，海洋的质量会增加。当某个地区降雨很多时，含水层的体积会增加。卫星将采集这些数据。这些数据将显示某一特定区域的质量是否高于前一个月或前一年的质量。
图说：用于跟踪记录运动中的地球的质量，构成重力恢复和气候实验后续（GRACE-FO）任务，的两颗卫星的档案。
这就是GRACE-FO卫星将如何在30天内绘制出一张地球水的地图，显示哪些地区有更多的水，哪些地区有更少的水，无论是地表水还是地下水。
它们的测量精确度在高度上可达0.4英寸（1厘米），直径上约为211英里（340公里）。
那么测量地球水的意义何在？
之前的GRACE任务使得科学家们了解到格陵兰岛损失了多少冰川。这比他们根据地面观察得到的数据所想象的要多得多。
从2002年到2016年，每年有280亿吨冰川融化，这导致全球海平面上升0.8毫米。
卫星还能跟踪记录南极冰层的损失程度，并制作出彩色地图——红色代表地球水减少，蓝色代表地球水增加。
由于近年来遭受大规模的干旱侵袭，加州地区的地图上显示出大量的红色。科学家们和决策者们正在计算地下水水位下降的幅度。
与此同时，世界上其他地区，如博茨瓦纳（Botswana）的奥卡万戈三角洲（Okavango Delta），由于暴雨的侵袭，2002年至2016年，该地区的水资源储备量增加。
更新这个任务（GRACE）使得科学家们能够继续追踪海平面上升、冰川和冰层融化，以及某些含水层干涸的趋势。
GRACE-FO任务的负责人，美国宇航局（NASA）喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）主任 Michael Watkins说：“水对于地球上生命的方方面面都至关重要——健康，农业以及维持人类的生活。”
“直到你能测量它，你才能管理好它。”
至今，在这项任务上，美国宇航局（NASA）已经投入了4.3亿美元的资金，德国人也已投入了7700万欧元（约9000万美元）的资金。
编译：Jessica Ji 审稿：Peter Wang
责编：南熙
来源：https://phys.org/news/2018-05-pair-satellites-earth.html
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