Niektóre satelity NASA wkrótce przestaną wysyłać dane na Ziemię

W ciągu najbliższych kilku lat – nikt nie wie dokładnie kiedy – trzy satelity NASA, każdy tak ciężki jak słoń, przestaną działać.

Już dryfują i stopniowo tracą wysokość. Przyglądają się planecie od ponad dwudziestu lat, znacznie dłużej, niż ktokolwiek się spodziewał, pomagając nam przewidywać pogodę, zarządzać pożarami, monitorować wycieki ropy i wiele więcej. Ale wiek ich dogania i wkrótce oddadzą swój ostatni serwis i rozpoczną powolny i ostateczny upadek na ziemię.

To moment, którego obawiają się naukowcy.

Kiedy trzy orbitery – Terra, Aqua i Aura – zostaną wyłączone, większość zebranych przez nie danych pójdzie wraz z nimi, a nowsze satelity nie zrekompensują całego spowolnienia. Naukowcy będą musieli albo polegać na alternatywnych źródłach, które mogą nie spełniać ich konkretnych potrzeb, albo szukać alternatywnych rozwiązań, które umożliwią kontynuację ich dokumentacji.

W przypadku niektórych danych gromadzonych przez te satelity sytuacja staje się jeszcze gorsza: żadne inne instrumenty nie będą już ich gromadzić. Za kilka lat piękne cechy naszego świata, które odkryje, staną się jeszcze bardziej tajemnicze.

„Utrata tych niezastąpionych danych jest po prostu tragiczna” – stwierdziła Susan Solomon, chemik atmosfery w MIT. „W czasach, gdy planeta desperacko potrzebuje skupienia się na zrozumieniu, jak ona na nas wpływa i jak na nią wpływamy, wydaje się, że katastrofalnie śpimy za kierownicą”.

Głównym obszarem, który pomijamy, jest stratosfera, najważniejsze siedlisko warstwy ozonowej.

W rzadkim, zimnym powietrzu stratosfery cząsteczki ozonu są nieustannie tworzone i niszczone, wyrzucane i usuwane w wyniku interakcji z innymi gazami. Niektóre z tych gazów mają naturalne pochodzenie; Inni są tam dzięki nam.

Jeden z instrumentów na Aurze, sonda mikrofalowa, daje nam najlepszy wgląd w ten intensywny dramat chemiczny, powiedział Ross J. Salwich, naukowiec zajmujący się atmosferą na Uniwersytecie Maryland. Powiedział, że kiedy korona zniknie, nasza wizja znacznie się pogorszy.

Niedawno dane z kończynowych sond mikrofalowych w nieoczekiwany sposób udowodniły ich znaczenie, stwierdziła dr Salwich. Pokazało rozmiary szkód dla ozonu w wyniku niszczycielskich pożarów buszu w Australii na przełomie 2019 i 2020 r. oraz podmorskiej erupcji wulkanu w pobliżu Tonga w 2022 r. Pomogło pokazać, ile zanieczyszczeń zubożających warstwę ozonową przedostaje się do stratosfery na wschodzie. Azja wg Letni monsun w regionie.

Jeśli połączenie internetowe nie zostanie tak szybko przerwane, urządzenie audio może również pomóc w rozwikłaniu wielkiej tajemnicy, stwierdził dr Salwich. „Grubość warstwy ozonowej nad zaludnionymi obszarami półkuli północnej pozostała prawie niezmieniona w ciągu ostatniej dekady” – stwierdził. „Powinien wracać do zdrowia. A tak nie jest”.

Jack Kay, zastępca administratora ds. badań w Wydziale Nauk o Ziemi NASA, potwierdził obawy badaczy dotyczące końca sondy. Jednak inne źródła, w tym instrumenty na nowszych satelitach, na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i na Ziemi, nadal będą zapewniać „bardzo dobry wgląd w to, co robi atmosfera” – powiedział.

Rzeczywistość finansowa zmusza NASA do podejmowania „trudnych decyzji” – stwierdziła dr Kay. „Czy byłoby wspaniale, gdyby wszystko zostało na zawsze? Tak” – powiedział. Dodał, że częścią misji NASA jest także dostarczanie naukowcom nowych narzędzi, które pomogą im spojrzeć na nasz świat w nowy sposób. „To nie to samo. ale jako: „Wiesz, jeśli nie wszystko jest takie samo, musisz dać z siebie wszystko”.

Dla naukowców badających naszą zmieniającą się planetę różnica między tymi samymi i prawie takimi samymi danymi może być znacząca. Może im się wydawać, że rozumieją, jak coś się rozwija. Ale tylko monitorując to w sposób ciągły i niezmienny przez długi okres czasu, mogą mieć pewność co do tego, co się dzieje.

Nawet krótka przerwa w logach może powodować problemy. Załóżmy, że szelf lodowy zapada się na Grenlandii. William B. powiedział: Gale, były prezes Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego, powiedział, że jeśli nie mierzy się wzrostu poziomu morza przed, w trakcie i po, nigdy nie można być pewnym, że nagła zmiana jest spowodowana zapadnięciem się. „Możesz to sobie wyobrazić, ale nie masz danych ilościowych” – powiedział.

W zeszłym roku NASA przeprowadziła ankietę wśród naukowców na temat wpływu końca Terry, Aqua i Aury na ich pracę. Na apel odpowiedziało ponad 180 z nich.

W swoich pismach, które dziennik „The New York Times” otrzymał na podstawie ustawy o wolności informacji, badacze wyrazili obawy dotyczące szerokiego zakresu danych z satelitów. Informacje o cząsteczkach znajdujących się w dymie z pożarów, pyle pustynnym i pióropuszach wulkanicznych. Pomiary grubości chmur. Mapy w drobnej skali światowych lasów, łąk, terenów podmokłych i upraw.

Nawet jeśli istnieją alternatywne źródła tych informacji, mogą one być rzadsze, mniej dokładne lub ograniczać się do określonych pór dnia, a wszystkie te czynniki decydują o użyteczności danych – napisali naukowcy.

Liz Muir bada atmosferę ziemską z bliska: przelatując przez nią instrumentami, na samolotach na wysokościach znacznie większych niż osiąga większość samolotów. „Zająłem się tą dziedziną, ponieważ jest ekscytująca i trudno dostępna” – powiedział dr Muir, który wykłada na Uniwersytecie w Chicago. „Trudno jest zbudować działające tam instrumenty, trudno dokonać pomiarów i trudno jest sprowadzić tam samoloty”.

Powiedziała, że ​​będzie trudniej, gdy korona zniknie.

Dr Muir powiedział, że samoloty mogą bezpośrednio pobierać próbki składu chemicznego atmosfery, jednak aby zrozumieć szerszy obraz, naukowcy nadal musieli połączyć pomiary wykonane przez samoloty z odczytami satelitarnymi. „Bez satelitów jesteśmy w stanie robić zdjęcia bez kontekstu” – powiedziała.

Duża część badań dr Muira koncentruje się na cienkich chmurach lodu, które tworzą się od 9 do 20 km nad powierzchnią Ziemi, w jednej z najbardziej tajemniczych warstw atmosfery. Chmury te pomagają podnieść temperaturę planety, a naukowcy wciąż próbują dowiedzieć się, jaki wpływ na nie będą miały zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka.

„Wygląda na to, że przestaniemy monitorować tę część atmosfery dokładnie w momencie, gdy się ona zmienia” – stwierdził dr Muir.

Koniec Terry i Aqua będzie miał wpływ na sposób, w jaki monitorujemy inny ważny czynnik wpływający na nasz klimat: ilość promieniowania słonecznego, które planeta otrzymuje, pochłania i odbija się z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Równowaga pomiędzy tymi wielkościami – a właściwie brak równowagi – decyduje o tym, jak bardzo Ziemia się ociepli lub oziębi. Aby to zrozumieć, naukowcy polegają na instrumentach chmurowych NASA i ziemskim systemie energii promienistej (CERES).

Obecnie na instrumentach CERES latają cztery satelity: Terra, Aqua oraz dwa nowsze satelity, które również dobiegają końca swojego życia. W przygotowaniu jest jednak tylko jedna alternatywa. Jej oczekiwana długość życia? pięć lat.

Norman J. powiedział: „W ciągu najbliższych 10 lat przejdziemy z czterech misji do jednej, a szczyt pozostałych misji minie” – powiedział Loeb, naukowiec z NASA, który kieruje CERES. „Dla mnie jest to naprawdę niepokojące”.

Obecnie, wraz z rozwojem prywatnego przemysłu kosmicznego i rozprzestrzenianiem się satelitów wokół Ziemi, NASA i inne agencje badają inne podejście do obserwacji naszej planety. Przyszłość może leżeć w mniejszych, lżejszych instrumentach, które można umieścić na orbicie mniejszym kosztem i które są bardziej zwrotne niż w czasach Terra, Aqua i Aura.

Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna opracowuje taką flotę do monitorowania pogody i klimatu. Doktor Loeb i inni pracownicy NASA pracują nad lekkim instrumentem, który pozwoli im kontynuować pomiary bilansu energetycznego Ziemi.

Jednak aby takie technologie były przydatne, twierdzi dr Loeb, muszą zacząć latać, zanim znikną obecne orbitery.

„Potrzebujesz dobrego, długiego okresu nakładania się, aby zrozumieć różnice i rozwiązać problemy” – powiedział. „Jeśli nie, bardzo trudno będzie zaufać tym pomiarom, jeśli nie będziemy mieli możliwości sprawdzenia ich w porównaniu z istniejącymi pomiarami”.

Naukowcy twierdzą, że w pewnym sensie to zasługa NASA, że Terra, Aqua i Aura przetrwały tak długo. „Dzięki połączeniu doskonałej inżynierii i ogromnej dawki szczęścia mamy te rzeczy już od 20 lat” – powiedział Walid Abdel Aty, były główny naukowiec NASA, obecnie pracujący na Uniwersytecie Colorado Boulder.

„Uzależniliśmy się od tych satelitów. Jesteśmy ofiarami własnego sukcesu” – powiedział dr Abdel Aty. „W końcu szczęście się skończyło”.