Znaki życia planety

W połowie czerwca zespół naukowców zajmujących się słodkowodnymi wodami spędzał noce dryfując w dół rzeki Jukon na Alasce w rejonie leżącym za kołem podbiegunowym. Hydrologowie korzystali z urządzenia GPS na swojej łodzi, aby mierzyć nachylenie rzeki w tym samym czasie, co topografię wód powierzchniowych i oceanów (wysiłek) Satelita przeleciał nad głową, zbierając własne dane na temat drogi wodnej. Spotkanie o północy było częścią większych wysiłków oceanografów i naukowców zajmujących się słodkowodnymi wodami w celu potwierdzenia pomiarów z niedawno wystrzelonego statku kosmicznego, który rozpoczął działalność naukową we wtorek, 25 lipca.

We współpracy między NASA i francuską agencją kosmiczną CNES (Narodowe Centrum Studiów Kosmicznych), SWOT mierzy wysokość Prawie cała woda na powierzchni Ziemi i zapewni jeden z najbardziej szczegółowych i kompleksowych widoków oceanów i słodkich wód planety. Misja zajmie się niektórymi z najbardziej palących pytań dotyczących zmian klimatu naszych czasów, dostarczając wglądu w obszary, w tym w jaki sposób ocieplający się świat przyspiesza obieg wody na Ziemi, prowadząc do bardziej nieregularnych wzorców opadów. Analiza SWOT pomoże naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób zmiany klimatu wpływają na magazynowanie wody w jeziorach, rzekach i zbiornikach oraz jak społeczności mogą lepiej zarządzać zasobami wodnymi i przygotowywać się na powodzie i inne katastrofy.

Ale najpierw misja musiała zapewnić dokładność swoich danych. „Gdybym chciał monitorować swoją wagę, nie chciałbym kupować wagi z niepewnością 20 funtów – to by nie pomogło” – powiedział Jinbo Wang, kierownik kampanii terenowej oceanografii w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w Południowej Kalifornii.

Wkrótce po statku kosmicznym Premiera grudzień 2022Zespoły naukowe i inżynieryjne rozpoczęły tak zwaną kalibrację i walidację. Kalibracja obejmowała oprogramowanie SWOT i zapewnienie sprzętu — w tym główny instrument naukowy, interferometr radarowy pasma Ka (żuraw) i jej pneumatyczny – Działa zgodnie z projektem.

„Są rzeczy, które możemy modelować na komputerze o tym, jak statek kosmiczny będzie zachowywał się w kosmosie przed jego wystrzeleniem” – powiedział Curtis Chen z JPL, US Calibration Verification Officer w SWOT. „Ale są rzeczy, których nie możemy przewidzieć na temat zachowania SWOT, dopóki nie znajdzie się on w kosmosie, więc dostosowujemy wszystko w razie potrzeby, gdy satelita znajdzie się na orbicie”.

„Ze względu na nowatorstwo pomiarów SWOT utrzymywaliśmy satelitę na dedykowanej orbicie kalibracyjno-weryfikacyjnej przez sześć miesięcy, zanim przenieśliśmy go na orbitę operacyjną i naukową” — powiedziała Nadja Vinogradova-Schaeffer, naukowiec i kierownik programu SWOT w siedzibie głównej NASA w Waszyngtonie. „Ta okazja pobudziła globalną społeczność hydrologów do wyruszenia na morze, ląd i powietrze podczas wypraw z Australii na Alaskę, aby pomóc NASA i francuskiemu Narodowemu Centrum Badań Kosmicznych w walidacji nowych pomiarów SWOT”.

Drogą

Podczas fazy walidacji SWOT dziesiątki zespołów badawczych wyruszyły w teren, aby zmierzyć poziomy wody i nachylenia rzek. W przypadku oceanów zespoły przyjrzały się wysokości poziomu morza.

„Zainstalowaliśmy instrumenty zwane rejestratorami poziomu wody, które mierzą wzrost i spadek poziomu wody” – powiedział SWOT Tamlin Pavelski, szef Wydziału Nauk o Słodkiej Wody NASA na Uniwersytecie Karoliny Północnej w Chapel Hill. Pavelski prowadził zespoły, które udały się nad rzekę Waimakariri w Nowej Zelandii i rzekę Jukon na Alasce.

Ponadto zespoły pobrały próbki zbiorników słodkowodnych między innymi w Connecticut, Kanadzie i Francji. Chcieli zbadać typy jezior i rzek, które spodziewali się zmierzyć SWOT, i pobrać próbki zbiorników słodkowodnych w obszarach przecinających orbitę satelity, aby porównać pomiary z Ziemi iz kosmosu.

Dane weryfikacyjne kalibracji rzek i jezior z analizy SWOT wyglądały dobrze. „Spodziewaliśmy się, że będziemy w stanie zmierzyć rzeki o szerokości większej niż 100 metrów, ale zdarzają się przypadki, w których możemy zobaczyć rzeczy tak wąskie, jak 50 metrów, czasem nawet 20 metrów” – powiedział Pavelski.

Nad morzem

Pomiary poziomu morza SWOT były również obiecujące w porównaniu z danymi z próbek oceanicznych. „Obawiam się, że przed startem napotkamy wiele niespodzianek w danych, ponieważ SWOT nie przypomina niczego, co robiliśmy wcześniej” – powiedział Chen. Ale tak nie było.

Naukowcy wykorzystali dwie metody pomiaru poziomu mórz: czujniki powietrzne i pokładowe. Korzystając z zamontowanego na pokładzie samolotu lidaru, zespół zebrał informacje o poziomie morza w podobny sposób, jak w przypadku pomiarów SWOT. Zapewniło to bardziej bezpośrednie porównanie danych z terenu iz satelity.

Zespół zebrał również dane dotyczące temperatury i zasolenia, które mogą ujawnić cechy oceanu – takie jak fale i prądy wewnętrzne – które napędzają zmiany poziomu mórz. Rozmieścili czujniki temperatury i zasolenia na 11 kotwicowiskach około 200 mil (300 kilometrów) od środkowego wybrzeża Kalifornii. Użyli 11 autonomicznych robotów podwodnych — niektóre z nich zbierały również dane do oddzielnego projektu NASA o nazwie Średniej wielkości eksperyment dynamiki oceanu.

Wysiłki te są kluczowe, ponieważ w miarę ulepszania metod analizy i znajdowania przez badaczy nowych pytań, na które można odpowiedzieć za pomocą danych SWOT, pomiary pomogą zmierzyć ich dokładność. „To nasze standardowe dane” — powiedział Pavelsky. „Będzie to ważne przez wiele lat”.

Więcej o zadaniu SWOT

SWOT został opracowany wspólnie przez NASA i francuskie Narodowe Centrum Studiów Kosmicznych, przy współudziale Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA) i Brytyjskiej Agencji Kosmicznej. Laboratorium napędu odrzutowego, obsługiwane przez California Institute of Technology w Pasadenie w Kalifornii dla NASA, kieruje amerykańską częścią projektu. W przypadku ładunku systemu lotu NASA dostarczyła instrument KaRIn, naukowy odbiornik GPS, retroreflektor laserowy, radiometr mikrofalowy z dwiema wiązkami i operacje instrumentu NASA. Narodowe Centrum Badań Kosmicznych dostarczyło Doppler Orbiter i Radiometryczny Zintegrowany System Pozycjonowania (DORIS), dwuczęstotliwościowy wysokościomierz Poseidon (opracowany przez Thales Alenia Space), podsystem częstotliwości radiowej KaRIn (wraz z Thales Alenia Space i przy wsparciu brytyjskiej Agencji Kosmicznej), platformę satelitarną i operacje naziemne. Firma CSA wprowadziła na rynek zestaw nadajników dużej mocy KaRIn. NASA dostarczyła pojazd startowy, a program agencji Launch Services, z siedzibą w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego, zarządzał powiązanymi usługami startowymi.

Aby dowiedzieć się więcej o SWOT, odwiedź:

https://swot.jpl.nasa.gov/

Aktualności Media Kontakty

Jin J. Lee / Andrew Wang
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia.
818-354-0307 / 626-379-6874
[email protected] / [email protected]