Запуск нового спутника, запланированного на раннее утро четверга, позволит ученым исследовать почти всю воду на поверхности Земли и предоставить самую подробную информацию о состоянии океанов, озер и рек и о том, как они меняются с течением времени.
Спутник «Топография поверхностных вод и океана» (SWOT), созданный совместно НАСА и французским космическим агентством Centre National d'Études Spatiales (CNES), предоставит знания, необходимые для борьбы с изменением климата и защиты глобальных запасов воду для питья и орошения, объяснила группа ученых 13 декабря 2022 года на пресс-конференции на базе космических сил Ванденберг в Калифорнии.
Спутник должен быть запущен на орбиту на борту ракеты SpaceX в 6:46 утра по восточному времени 15 декабря с базы ВВС Ванденберг. Канадское космическое агентство и Космическое агентство Великобритании также участвуют в миссии.
Что такое SWOT?
Приборы SWOT помогут ученым понять, где находится вода, откуда она берется и куда уходит, заявила на пресс-конференции Кэтрин Кальвин, главный научный сотрудник НАСА и старший советник по климату.
«Это позволит нам наблюдать за особенностями океана с более высоким разрешением. Океаны поглощают много углерода и тепла», - сказал Кальвин. «И это даст нам лучшее понимание этих процессов и поможет нам улучшить как наше понимание океанов, так и наши прогнозы на будущее».
Кроме того, SWOT предоставит первое глобальное исследование воды, протекающей через реки и озера. Но не только это. Научные инструменты обеспечат беспрецедентно четкое изображение пресноводных водоемов и океанов Земли. НАСА описывает это как то, как выглядит телевизионное изображение высокой четкости по сравнению с изображением на старом телевизоре.
Важнейшей системой SWOT является радиолокационный интерферометр Ka-диапазона (KaRIn), специальный тип высотомера, который регистрирует задержку между радарными сигналами, измеряемыми двумя антеннами, для расчета высоты водоемов на поверхности. Он использует инструментальную технологию, разработанную JPL, и радиолокационную интерферометрию для измерения уровня океана и поверхностных вод в двух режимах:
- Низкое разрешение над океаном со значительной бортовой обработкой для уменьшения объема данных.
- Высокое разрешение над обширными, в основном континентальными, регионами с акцентом на гидрологические исследования.
SWOT, который находится в разработке с 2016 года, обойдется НАСА примерно в 755 миллиардов долларов за весь срок его эксплуатации, а французское космическое агентство внесет еще 400 миллиардов долларов, согласно аудиторскому отчету НАСА за 2018 год.
Почему важна миссия SWOT?
Одна из причин важности SWOT заключается в том, что вода покрывает очень большую часть поверхности Земли - 71 процент, по данным Геологической службы США (USGS). Около 96,5 процентов H2O планеты содержится в океанах. Остальная вода находится в реках, озерах, ледяных шапках и ледниках, а также в земле в виде почвенной влаги и водоносных горизонтов.
Но эта вода никогда не стоит на одном месте из-за круговорота воды, при котором вода постоянно перемещается из одного места в другое и меняет форму. Но глобальное потепление и изменение климата также влияют на круговорот воды.
«[Изменение климата] сегодня оказывает огромное влияние на круговорот воды, ускоряя круговорот воды, вызывая засуху в одних частях мира и наводнения в других», - сказала Сельма Черчали, руководитель программы наблюдения Земли в КНЕС. Но до сих пор ученые были поставлены в тупик из-за ограниченности своих знаний из-за недостаточности данных.
Новый спутник позволит ученым взглянуть на эту цепочку спроса и предложения, чтобы они могли изучать воду Земли как целостный процесс.
Не только ученые NASA и CNES будут использовать данные SWOT. В проекте участвуют исследователи из 17 разных стран, и в конечном итоге данные будут доступны для всех, кто захочет их проанализировать.
Надя Виноградова Шиффер, научный сотрудник программы SWOT в НАСА, назвала мониторинг и прогнозирование движения воды по планете достойной инвестицией.
«Мы, человечество, зависим от земной воды, чтобы выжить и процветать», - сказал Шиффер. «Мы знаем, что океаны являются основным источником всей влаги и воды на Земле. Думайте об океанах как об огромных складах, которые снабжают влагой и водой земли, от которых зависит наша питьевая вода, сельское хозяйство и промышленность».
Знание того, сколько воды находится на Земле в разных местах, также может помочь справиться с нехваткой воды в одних местах и повышением уровня моря и исчезновением береговой линии в других. Данные SWOT могут помочь ученым заранее определить эти закономерности, исходя из запасов воды, откуда бы она ни шла.
«Прорыв заключается в том, что мы собираемся смотреть на земную воду с очень высоким разрешением и четкостью, как никогда раньше», - сказал Шиффер. Она сказала, что изображения будут в 10 раз более подробными и четкими, чем предыдущие спутниковые снимки.
Чем SWOT может нас научить
Ожидается, что SWOT даст новое представление о турбулентности океана и о том, как движение морской воды переносит большое количество кинетической энергии, тепла, массы, солевых питательных веществ, углерода и загрязнения пластиком по поверхности планеты.
Эти данные, в свою очередь, могут улучшить моделирование климата и помочь ученым сделать более точные прогнозы глобального потепления, поскольку океаны поглощают значительное количество солнечного тепла.
«Половина вертикального переноса этого поглощения тепла с поверхности в глубины океана осуществляется за счет турбулентности», - сказал Шиффер. «Турбулентность имеет значение; возможно, именно турбулентность - недостающая часть климатической головоломки, которую мы никогда не наблюдали».
Приборы SWOT настолько чувствительны, что способны обнаруживать любые озера площадью более 15 акров (6,07 га) и все реки мира шириной более 330 футов (100 метров).
Существующие спутники позволяют получать данные только примерно для 1000 земных озер, разбросанных по всему миру. Сравните это с миллионами озер, которые SWOT сможет наблюдать, и вы поймете, почему это такая важная миссия.
Интересно
Бенджамин Хэмлингтон, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА, сказал, что НАСА находится в процессе создания инструментов, которые позволят заинтересованным людям по всей планете работать с данными и проводить собственные исследования, как только они станут доступны для скачать.