澳大利亚需要一个卫星来拯救吗？我们应该拥有一个这样的。随着澳大利亚淡水的测量和监测日益重要，我们需要投资卫星技术来应对这一挑战，戈登·罗斯勒辩称...观点：澳大利亚需要太空能力吗？正如参议员凯特·兰迪本月在宣布政府的新太空政策时所说：“澳大利亚人，无论他们是否知道，每天都依赖卫星。”虽然这一重要性确实反映在政策中，现在是明确具体需求的时候：评估国家太空需求并开发满足这些需求的项目。我想要提出我们最紧迫的国家需求是关于水资源的数据。该大陆拥有丰富的资源，包括农田、自然奇迹和标志性地点，所有这些资源都面临着复杂且持续增加的压力。气候变化、需求增加、人口增长和经济竞争对我们的土地、农田和动植物产生了压力。在这些挑战的交汇点是一个基础资源：淡水。它对人类使用和农业需求日益重要。我们的湿地需要水来维持其活力。澳大利亚的水分布正在发生变化：夏季降雨增多，冬季减少。随着气候的变化，可用水量和分布将发生变化。目前还没有人知道会发生什么。澳大利亚的水资源包括湖泊、河流、溪流、水库和地下水层。但还有更多：额外的水分存在于土壤中，就在地表下。这是一种非常重要的资源：澳大利亚土壤最上层的水分与所有湖泊、河流和水库中的水量相当。它对植物生命至关重要：这是植物实际消耗的水。除了对灌溉农业的显而易见重要性外，土壤中的湿度还具有许多其他深远影响。它影响天气。它决定什么时候以及风会如何侵蚀土壤并引发沙尘暴。它是有效的土地利用规划和澳大利亚独特生态环境的关键因素。它对大面积农业和牧场管理至关重要。很难想象有哪个环境变量对澳大利亚经济、农业、人口和环境的整体健康影响更大。澳大利亚的这种“隐形资源”的重要性无法言喻。然而，迄今为止，衡量和监测这一资源的工具非常有限，当然也没有一种能够全面调查整个国家的。因此，如果我们能提供一种设备，它可以看到整个澳大利亚大陆上的所有水分，就像太空气象图片一样。 想象一下以下情景...堪培拉，2025年4月29日：东澳大利亚再次陷入严重干旱。默里河和达林河水位创历史新低。它们两岸的红桉树面临被完全毁灭的危险。灌溉农民无法获得足够的水来灌溉作物。沙尘暴的危险逐渐加剧。为了挽救宝贵的环境区域并防止进一步破坏，河流流域的农民和自然资源管理人员转向加拉达（Garada），一颗澳大利亚雷达卫星。加拉达测量土壤中的湿度。加拉达的数据显示，沿河流有一些仍然拥有足够土壤湿度的地区，因此他们可以将环境灌溉重点投放到确实需要的地点。这为灌溉农民节省出了一些珍贵的吉加升以保持作物生命。牧场主正利用加拉达的信息来确定何时牧场即将枯竭，并及时转移牛群以防止过度放牧。加拉达发现了西部一些可以维持部分地表覆盖的湿润地点。种植努力得以存活，并帮助抑制沙尘暴。国家从未能够应对如此严重的干旱而没有过多长期后果。来自太空的数据可能已经拯救了澳大利亚。我们应该像对待天气一样对待土壤湿度。气象学家依赖于卫星图像来进行预测，我们每天晚上在电视新闻中都能看到它们。土壤也有一种“天气” - 它们所持有的湿度。这种“湿度库”非常重要，以至于CSIRO已启动了澳大利亚水可利用性项目：通过模型数据融合方法监测澳大利亚大陆陆地水平衡的状态和趋势，将测量和建模结合起来。今天，这主要是建模，而几乎没有测量。通过一颗卫星，澳大利亚可以每周测量其760万平方公里的土壤湿度 -每块农田、每块牧场、每个河弯都细致入微。有了两颗卫星，我们就可以每三天监测特别敏感地区，例如默里达林盆地，以这种细致的分辨率。悉尼大学澳大利亚空间工程研究中心证实这是可以实现的。该项目是由澳大利亚空间研究计划资助的。通过中心主任安德鲁·登普斯特教授带领的国际航空航天公司和大学队伍， 包括我自己，研究了这些测量所需的技术，以及建造这颗卫星的技术。这些都是可以实现的。建造它只需要承诺。那么，政府的新太空政策，正式称为卫星利用政策，做出了承诺吗？它确实认识到了来自太空的数据的重要性。但它似乎没有表示：“如果澳大利亚有其他国家未提供的关键数据需求，我们必须投入资源来满足这一需求。”在所有农业国家中，澳大利亚降雨量最少。其标志性生态环境是世界宝藏。气候的多变经常威胁着农业和这些生态环境。我们需要投资于昂贵的卫星（或两个）来获取数据应对这一挑战吗？以高达8亿美元的为期15年的计划成本，它并不便宜。但我们可以预期回报是成倍或更多 - 在更好地管理水资源、滋养宝贵的生态系统、改善土地利用管理以及减少呼吸疾病的健康成本方面。澳大利亚需要一颗卫星来拯救吗？澳洲的淡水资源的测量和监控变得愈发重要，我们需要投资卫星技术来面对这一挑战，戈登·罗斯勒提出了这一观点。
观点：澳大利亚需要太空能力吗？正如参议员凯特·兰迪本月宣布政府新的太空政策时所说：“澳大利亚人无论知晓与否，每天都依赖卫星。”
尽管政策中确实反映了这种重要性，但现在是具体措施的时候：评估国家太空需求并制定相应计划。我认为我们最迫切的国家需求是水资源数据。
这个大陆拥有丰富的资源，包括农田、自然奇观和标志性地点，所有这些资源正面临着复杂和增加的压力。气候变化、需求增加、人口增长和经济竞争正在对我们的土地、农场以及植物和动物造成压力。
这些挑战的交汇处是一个重要的资源：淡水。人类用水和农业对它的需求不断增加。我们的湿地需要水以维持其活力。
澳大利亚的水资源分布正在发生变化：雨水更多地集中在夏季，冬季较少。随着气候的变化，可用水量和分布将发生变化。目前还没有人能预知具体变化。
澳大利亚的水资源包括湖泊、河流、溪流、水库和地下水层。此外，土壤中还存在更多水：就在地表下。
这是一个非常重要的资源：澳大利亚土壤表层的含水量与所有湖泊、河流和水库中的水量相当。这对植物生命至关重要：植物实际上吸收的就是这种水。
除了对灌溉农业的重要性外，土壤中的水分还具有许多其他深远影响。它影响着天气。它决定了风何时以及何量会侵蚀土壤并引发尘暴。
它是有效的土地利用规划和澳大利亚独特生态系统健康的关键。它对广泛农业和牧场活动至关重要。
难以想象有哪个环境变量比对澳大利亚经济、农业、人口和环境的整体健康更具影响力。这种“看不见的资源”对澳大利亚的重要性不言而喻。
然而，迄今为止，用于测量和监测这种资源的工具很少，当然没有一个能够对整个国家进行勘测。
如果我们能提供一种装置，它能像太空中的天气图一样看到澳大利亚大陆上的所有湿润情况会怎样呢？
科幻
想象一下以下场景。
2025年4月29日，堪培拉：东部澳大利亚再次遭受严重干旱。默里河和达令河水位创历史新低。河边的红胫树濒临完全毁灭。
灌溉农户无法获得足够的水源浇灌庄稼。尘暴的危险即将来临。
为了挽救宝贵的环境区域并防止进一步破坏，河流沿岸的农户和自然资源管理者转向加拉达，一颗澳大利亚雷达卫星。加拉达能测量土壤中的水分量。加拉达的数据显示了沿河的一些地区仍有足够的土壤含水量，因此他们可以将环境灌溉定位到真正需要的地点。这为农户留下了一些宝贵的千兆升水来维持庄稼生长。
牧民正在利用加拉达信息，确定何时牧场即将耗尽，及时转移牲畜以防止过度放牧。
加拉达发现了西部一些湿润的地点可以维持部分地面覆盖。种植努力得以幸存，并有助于抑制尘暴。
从未有过国家能够如此轻易地渡过如此严重的干旱而带来那么少的长期后果。太空数据可能拯救了澳大利亚。
现实
我们应该像考虑天气一样考虑土壤湿润情况。气象学家依赖卫星图像进行预报，我们每天晚上在电视新闻上都能看到它们。
土壤也有一种“天气”，即它们所含的水量。这种“水分库”如此重要，以至于澳大利亚科学与工业研究组织启动了水资源可用性项目：
通过模型数据融合方法监测澳大利亚大陆的陆地水平衡状态和趋势，结合测量数据和模型数据。
目前，这主要是建模，实际测量较少。
借助一颗卫星，澳大利亚可以每周测量其760万平方公里的土壤湿度—逐个农场，逐片田地，逐个河湾。通过两颗卫星，我们可以每三天监测特别敏感的区域，比如默里达令盆地，实现此精细分辨率。
在新南威尔士大学，澳大利亚空间工程研究中心已经验证了这一点。该项目由澳大利亚太空研究计划资助。
在该中心主任安德鲁·邓斯特教授带领下，一支国际航空航天公司与大学团队，包括我在内，已经研究了实现这些测量所需的技术，并构建了这颗卫星。这些都是可以实现的。
唯一需要的就是建造的决心。
那么，政府的新太空政策，正式称为卫星利用政策，是否承诺了呢？
它确实认识到了来自太空的数据的重要性。但它似乎没有明确表示：“如果澳大利亚有其他国家未提供的重要数据需求，我们必须致力于满足自己的需求的资源。
紧迫需求
在所有农业国家中，澳大利亚的降雨量最少。它的标志性生态是全世界的珍宝。气候变化的不稳定性经常威胁着农业和这些生态系统。
我们需要投资于一颗昂贵的卫星（或两颗）来获取管理这一挑战所需数据吗？以高达8亿澳元的15年计划成本，这并不便宜。但我们可以预期回报将是成百上千倍—更好的水资源管理、珍贵生态的滋养、土地利用管理的改善以及减少呼吸系统疾病的健康花费。
当然，你不应该只听我的说法。以下是莫纳什大学校长兼《天体杂志》创始人艾伦·芬克尔的看法，他审查了我们的概念：
直觉只能让我们走得这么远。要做出关于我们重要水资源的真正重要决策，农民和生态学家、气候学家和政策制定者需要知道水在哪里以及其分布如何变化。唯一可以想象的监测方法就是通过太空。
戈登·罗斯勒是澳大利亚新南威尔士大学空间工程研究中心的访问研究员和高级项目工程师。
这篇观点文章首发于《The Conversation》。
