Некоторые спутники НАСА скоро перестанут отправлять данные на Землю

Когда-нибудь в течение следующих нескольких лет — никто точно не знает, когда — три спутника НАСА, каждый весом со слона, зашкаливают.

Они уже дрейфуют и понемногу теряют высоту. Они наблюдают за планетой уже более двух десятилетий, намного дольше, чем кто-либо ожидал, помогая нам предсказывать погоду, бороться с лесными пожарами, отслеживать разливы нефти и многое другое. Но возраст настигает их, и вскоре они отслужат свою последнюю подачу и начнут медленное и окончательное падение на землю.

Это момент, которого боятся ученые.

Когда три орбитальных аппарата — «Терра», «Аква» и «Аура» — отключатся, большая часть собираемых ими данных уйдет вместе с ними, а новые спутники не смогут компенсировать все замедление. Исследователям придется либо полагаться на альтернативные источники, которые могут не соответствовать их конкретным потребностям, либо искать альтернативные решения, позволяющие продолжать вести свои записи.

С некоторыми данными, которые собирают эти спутники, ситуация становится еще хуже: никакие другие инструменты не будут продолжать их собирать. Через несколько лет прекрасные черты нашего мира, которые он откроет, станут еще более загадочными.

«Потеря этих незаменимых данных просто трагична», — сказала Сьюзан Соломон, атмосферный химик из Массачусетского технологического института. «В то время, когда планета отчаянно нуждается в понимании того, как она влияет на нас и как мы на нее влияем, мы, похоже, катастрофически спим за рулем».

Основная область, которую мы упускаем из виду, — это стратосфера, самый важный дом озонового слоя.

В разреженном холодном воздухе стратосферы молекулы озона постоянно создаются и разрушаются, выбрасываются и уносятся, взаимодействуя с другими газами. Некоторые из этих газов имеют естественное происхождение; Другие здесь из-за нас.

Один прибор на Ауре, микроволновый зонд, дает нам лучшее представление об этой интенсивной химической драме, сказал Росс Дж. Салвич, ученый-атмосферник из Университета Мэриленда. По его словам, как только корона исчезнет, ​​наше видение станет значительно затуманенным.

Недавно данные, полученные с помощью микроволновых зондов на конечностях, неожиданным образом доказали свою важность, сказал доктор Салвич. Он показал масштабы ущерба, нанесенного озону разрушительными лесными пожарами в Австралии в конце 2019 и начале 2020 года, а также подводным извержением вулкана недалеко от Тонги в 2022 году. Он помог показать, сколько озоноразрушающих загрязнений поднимается в стратосферу над востоком. Азия по Летний муссон в регионе.

По словам доктора Салвича, если подключение к Интернету не будет прервано так быстро, аудиоустройство также может помочь разгадать главную тайну. «Толщина озонового слоя над населенными пунктами Северного полушария практически не изменилась за последнее десятилетие», — сказал он. «Он должен выздоравливать. Но это не так».

Джек Кей, заместитель администратора по исследованиям Отдела наук о Земле НАСА, признал обеспокоенность исследователей по поводу завершения зонда. Но другие источники, в том числе приборы на новых спутниках, на Международной космической станции и здесь, на Земле, по-прежнему дадут «очень хорошее представление о том, что делает атмосфера», сказал он.

Финансовые реалии вынуждают НАСА принимать «трудные решения», сказал доктор Кей. «Было бы здорово, если бы все оставалось навсегда? Да», — сказал он, добавив, что частью миссии НАСА также является предоставление учёным новых инструментов, инструментов, которые помогут им взглянуть на наш мир по-новому. но, как «Знаешь, если все не так, надо приложить все усилия».

Для ученых, изучающих нашу меняющуюся планету, разница между одинаковыми и почти одинаковыми данными может быть существенной. Они могут думать, что понимают, как что-то развивается. Но только наблюдая за этим постоянно, в неизменном виде, в течение длительного периода времени, они могут быть уверены в происходящем.

Даже небольшой перерыв в журналах может создать проблемы. Предположим, обрушится шельфовый ледник в Гренландии. Уильям Б. сказал: Гейл, бывший президент Американского метеорологического общества, сказал, что если вы не измеряли повышение уровня моря до, во время и после, вы никогда не сможете быть уверены, что внезапное изменение было вызвано обвалом. «Вы можете себе это представить, но у вас нет количественных данных», — сказал он.

В прошлом году НАСА опросило ученых о том, как конец Терры, Аквы и Ауры повлияет на их работу. На призыв откликнулись более 180 из них.

В своих письмах, которые были получены The New York Times по запросу Закона о свободе информации, исследователи выразили обеспокоенность по поводу широкого спектра данных со спутников. Информация о частицах, обнаруженных в дыме лесных пожаров, пустынной пыли и вулканических шлейфах. Измерение толщины облаков. Мелкомасштабные карты лесов, лугов, водно-болотных угодий и сельскохозяйственных культур мира.

Даже если существуют альтернативные источники этой информации, они могут быть менее частыми, менее точными или ограничиваться определенным временем суток, и все это является факторами, определяющими, насколько полезны данные, пишут ученые.

Лиз Мьюир использует подход к изучению атмосферы Земли крупным планом: пролетая сквозь нее с помощью приборов на самолетах, находящихся на гораздо большей высоте, чем может достичь большинство самолетов. «Я занялся этой областью, потому что она интересна и трудна для доступа», — сказал доктор Мьюир, преподающий в Чикагском университете. «Трудно создать инструменты, которые будут работать там, трудно проводить измерения и трудно отправить туда самолеты».

Она сказала, что после исчезновения короны будет сложнее.

Доктор Мьюир сказал, что самолеты могут напрямую брать образцы химического состава атмосферы, но для понимания общей картины ученым все равно необходимо объединить измерения самолета со спутниковыми показаниями. «Без спутников мы делаем снимки без контекста», — сказала она.

Большая часть исследований доктора Мьюра сосредоточена на тонких ледяных облаках, которые формируются на высоте от девяти до 12 миль над поверхностью Земли, в одном из самых загадочных слоев атмосферы. Эти облака способствуют повышению температуры на планете, и ученые все еще пытаются выяснить, как на них повлияет изменение климата, вызванное деятельностью человека.

«Похоже, что мы прекратим следить за этой частью атмосферы как раз в тот момент, когда она меняется», — сказал доктор Мьюир.

Конец Терры и Аквы повлияет на то, как мы будем контролировать еще один важный фактор нашего климата: количество солнечной радиации, которую планета получает, поглощает и отражает обратно в космос. Баланс между этими величинами – или, по сути, дисбаланс – определяет, насколько Земля нагревается или охлаждается. Чтобы понять это, ученые полагаются на облачные инструменты НАСА и систему лучистой энергии Земли, или CERES.

В настоящее время с приборами CERES летают четыре спутника: «Терра», «Аква» и два новых спутника, срок службы которых также подходит к концу. Однако в разработке находится только один вариант. Продолжительность ее жизни? пять лет.

Норман Дж. сказал: «В течение следующих 10 лет мы перейдем от четырех миссий к одной, а оставшиеся миссии пройдут свой пик», — сказал Леб, ученый НАСА, возглавляющий CERES. «Для меня это действительно тревожно».

В наши дни, с развитием частной космической индустрии и распространением спутников вокруг Земли, НАСА и другие агентства изучают другой подход к наблюдению за нашей планетой. Будущее может быть за меньшими и легкими инструментами, которые можно будет вывести на орбиту с меньшими затратами и которые будут более маневренными, чем во времена Терры, Аквы и Ауры.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований разрабатывает такой флот для мониторинга погоды и климата. Доктор Леб и другие сотрудники НАСА работают над легким инструментом, который позволит продолжить измерения энергетического баланса Земли.

Но для того, чтобы такие технологии были полезными, говорит доктор Леб, они должны начать летать до того, как исчезнут нынешние орбитальные аппараты.

«Вам нужен хороший, длительный период совпадения, чтобы понять различия и устранить недостатки», — сказал он. «В противном случае будет очень трудно доверять этим измерениям, если у нас не будет возможности доказать их соответствие существующим измерениям».

В каком-то смысле, по мнению ученых, заслуга НАСА в том, что Терра, Аква и Аура просуществовали так долго. «Благодаря сочетанию превосходных инженерных разработок и огромной удачи мы обладаем этими вещами вот уже 20 лет», — сказал Валид Абдель Ати, бывший главный научный сотрудник НАСА, ныне работающий в Университете Колорадо в Боулдере.

«Мы стали зависимыми от этих спутников. Мы стали жертвами собственного успеха», — сказал доктор Абдель Ати. «В конце концов, удача заканчивается».