氣侯變暖，極地冰層會融化嗎？這是氣象學家問得最多的問題之一。2005年3月25日歐空局將發射的“冷星”（Cryosat）會對這個問題做出回答。這顆衛星主要通過考察南北極地區大片冰原和海冰的變化，研究氣候的變化和發展趨勢。
　　“冷星”是1998年歐空局發起的“有生命的行星”計劃中的第1顆衛星。“有生命的行星”計劃中的主要部分是“地球探測器”任務，包括規模較大、相對復雜及投入資金更多的“核心”任務和規模較小、采用成熟技術、投入資金較少的“機會”任務。“冷星”屬于“機會”任務中的第1項，于1999年被選定。
　　
　　為什麼要對極地冰層進行細致考察？
　　
　　
　　在地球的北極和南極地區覆蓋著大量的冰，包括陸地冰原和漂浮的海冰，它們對控制全球氣候起著非常重要的作用。雖然這些冰遠離人類居住區有數千千米，但是它們通過對洋流的影響，來決定歐洲、亞洲及美洲的氣候變化。並且由于全球氣候變暖所引起的巨大變化也會首先在極地反應出來。
　　全球氣候變暖的跡象已經是不可忽視的了。在20世紀，地球表面溫度平均升高了0.6℃，同時，自1750年以來，由于人類的活動，大氣中溫室氣體如二氧化碳、甲烷的濃度分別增長了30%和150%，氣候數據顯示20世紀是近千年來最熱的世紀。氣象學家預測在21世紀氣溫還將上升1.4∼5.8℃。
　　這種氣候變暖的趨勢對極地冰原和海冰產生的破壞是非常大的。專家們估計，自1950年以來海冰減少了10%∼15%，北極冰原的厚度也在最近幾十年減少了40%。僅在20世紀，冰的融化就導致海平面上升了18厘米。專家們預測，在下個世紀極地冰原和海冰的融化可能會導致海平面上升1米。
　　
　　極地冰原及海冰的變化對全球氣候產生的影響主要體現在3個方面︰
　　(1) 覆雪和冰能反射大約80%的太陽光，使地球反射和吸收的太陽光達到相互平衡，如果極地冰原融化，很少的太陽光被反射出去，會導致極地氣候變暖。其結果是更多的冰融化，反射能力更弱，如此形成惡性循環。
　　(2) 海冰是很好的絕緣體。在夜間，完全敞開的海洋水體會散發大量的熱量，但是如果有海冰存在，就會起到阻止熱量散發的作用，從而調節地球的熱平衡。一旦海冰變薄或減少，這種影響力就會減少。
　　(3) 冰的大量融化會大範圍地影響洋流。洋流能起到熱泵的作用，它們把儲藏在海洋中的能量均勻地分配到全球。一個最好的例子是墨西哥灣洋流，它把熱帶的暖流通過大西洋傳送到北歐，給英國及挪威帶來了溫和的氣候。如果海冰的邊緣及陸地冰原融化，就會破壞甚至改變洋流，從而對氣候產生無法預測的影響。
　　盡管以前的對地觀測衛星曾對南北極地區的氣候進行過考察，但它們並不是專門設計用來測量極地冰層的長期變化，因此到目前為止，仍然缺乏大量的基礎數據，科學家們只能大致地預測氣候的變化。全球變暖是否真是由極地冰層的融化造成的？如果是，那麼這種影響的程度到底有多大？極地冰層的融化與海平面的升高之間到底存在多大的聯系？所有這些疑問都有待“冷星”的觀測結果出來，才能找到確切的答案。
　　
　　
　　“冷星”的科學目標
　　
　　“冷星”的首要科學任務包括︰ヾ確定永久性海冰的厚度及體積的區域性變化趨勢。ゝ確定南極和格陵蘭島上大片冰原的變化對全球海平面上升的影響。此外，在“冷星”完成首要目標的基礎上，它還將完成另外2項次要任務︰確定南北極海冰體積和厚度的季節及年度變化以及考察全球範圍內冰帽和冰河厚度的變化。
　　
　　細說“冷星”
　　
　　“冷星”的質量約為750千克，其中包括36千克的燃料，它的壽命是3年。衛星的長、寬、高分別為4.60米、2.34米、2.20米，運行在非太陽同步軌道上，軌道高度約720 千米，傾角為92°，軌道周期369天。衛星的姿態控制是在3個磁性線圈和16個低溫氣體推進器的幫助下完成的。太陽電池板位于衛星的頂部，分成2塊，每塊的面積是4.6平方米，總的輸出功率為800瓦，為“冷星”提供電能，另外還攜帶有化學電池。
　　
　　在“冷星”攜帶的有效載荷中，最關鍵的儀器是雷達高度計，它的質量是70千克。雷達高度計具有3種測量模式︰ヾ 低分辨率測量模式，僅限于測量極地的陸地及海洋上地勢相對平坦的冰覆蓋。ゝ合成孔徑雷達模式，對海冰進行高分辨率測量。ゞ 干涉測量雷達模式，研究地勢更加復雜、險峻的冰覆蓋。
　　以前的雷達衛星，如歐洲遙感衛星1號、2號及環境衛星只配備了1副天線，只能提供大範圍區域內相同冰覆蓋層的信息。而“冷星”則有2副天線，就好像人的2只眼楮，能夠以三維方式考察目標，專家們稱之為雷達干涉測量法。
　　雷達高度計首先通過其中的1副天線發出雷達信號，然後通過這2副天線，接收來自地球表面的反射信號，從而確定這些反射信號是來自裸露的水表面，還是來自冰表面。同樣的原理也用來精確測量極地冰原和海冰的厚度。這些數據精度都能達到1∼3厘米，因此，它不僅能對陸地冰原的不規則、陡峭的邊緣進行高精度測量，還能在極地的海洋、冰河中搜集到不同冰覆蓋層的數據。
　　
　　采用雷達高度計的另一優勢在于它可以不依賴于光照條件，即使是極地的晚上也能工作，此外，巨大的極地冰原一般高出海平面4千米，經常被雲層所遮蓋，而雷達高度計的波束能穿透雲層，因此，它尤其適合于研究這些冰原，提供有關冰原變化程度的信息。
　　雷達高度計搜集的數據首先會被衛星上的一個固定存儲器保存起來，這個存儲器的容量為2×128Gbit。當“冷星”飛過位于瑞典北部城市基律納的地面站上空時，數據將被發送給該地面站，“冷星”每天平均發送的數據量為320Gbit。位于德國達姆施塔特市的歐洲空間操作中心將跟蹤和操作這顆衛星。
　　
　　“冷星”上攜帶的數據接收機可以精確測定衛星軌道。另外，在衛星的外部還裝有一個激光反向反射器，從地面站發射的激光會被這個反射器反射，然後通過測量激光在空中的傳播時間，確定衛星的高度。
　　科學家們期待著，我們同樣也期待著。
　　
　　圖注︰
　　1．冷星在軌飛行想象圖
　　2．科研人員正在手工進行鑽冰工作
　　3．冷星外部結構圖
　　4．冷星觀測的目標區域
　　5．冰河崩裂的景色
　　6．技術人員正在組裝冷星
　　7．雷達高度計