NASA запустило в космос лазер для вивчення льоду на Землі
15 вересня з космодрому в Каліфорнії на орбіту Землі вирушив супутник NASA для вивчення стану крижаного покриву Землі.
Місія штучного супутника, який назвали ICESat-2, полягає в тому, щоб за допомогою лазера передати більш точну інформацію про те, як глобальне потепління впливає на крижані масиви.
Він буде відстежувати поточні зміни в усіх подробицях з висоти приблизно 500 км над планетою.
ICESat-2 вивели на орбіту ракетою Delta II з авіабази ВПС США Ванденберг на каліфорнійському узбережжі.
Це вже друга версія супутника. Перший космічний апарат запустили у 2003 році, він вперше провів лазерне вимірювання товщини полярних льодовиків і морського льоду з космосу. Але місію переслідували технічні проблеми, в результаті яких спостереження тривало лише кілька місяців на рік.
З того часу NASA вдосконалило технологію, зробивши процес спостереження більш надійним та сфокусованим.
"ICESat-2 буде спостерігати за кріосферою з таким рівнем просторової роздільної здатності, який ми ніколи раніше не отримували з космосу", - пояснює професор Гелен Фріккер з Інституту океанографії Скріппса.
"Промінь лазера ділиться на шість частин - три пари, тому ми можемо бачити зображення більшої поверхні льоду, а також оцінювати поверхневий нахил. Одні й ті ж наземні поверхні будуть замірятися кожні три місяці, даючи нам сезонні знімки льоду. Завдяки цим даним ми можемо зрозуміти процеси, пов'язані зі скороченням об'ємів льоду в полярних регіонах ", - розповіла вона в інтерв'ю ВВС.
Чому це важливо?
Антарктида та Гренландія щорічно втрачають мільярди тонн льоду. Це відбувається здебільшого через контакт з теплою водою на кордоні льодовика і океану.
Тала вода повільно піднімає рівень моря у всьому світі. В Арктиці лід теж стає меншим. Вважають, що з 1980-х років морський лід на Крайній Півночі скоротився на дві третини. І хоча це не має прямого впливу на висоту рівня океанів, зменшення крижаного покриву сприяє підвищенню температури повітря в регіоні.
"Велика частина змін на полюсах відбувається практично непомітно, і для відстеження цього процесу потрібен дуже точний інструмент", - каже доктор Том Нейманн, вчений-дослідник проекту ICESat-2.
"Зміна висоти льодовикового покриву всього на один сантиметр в масштабі Антарктиди являє собою величезну кількість води, отриману або втрачену крижаним шаром. Це 140 гігатонн", - розповідає вчений.
Нова лазерна система, яка важить півтонни, є одним з найбільших інструментів спостереження за поверхнею Землі, яку коли-небудь створювали у NASA. Вона використовує технологію підрахунку фотонів.
Зонд випускає 10 тисяч лазерних імпульсів за секунду.
Кожен з них досягає Землі та відскакує назад за приблизно 3,3 мілісекунди. Точний час такого "відскоку" дозволяє розрахувати висоту зображеної поверхні.
"Ми запускаємо приблизно трильйон фотонів [частинок світла] в кожному потоці. Приблизно один повертається назад", - говорить Кеті Річардсон, яка працює в команді NASA, що розробила цей інструмент.
"Ми можемо точно визначити час, витрачений цим одним фотоном, і, виходячи з цього, ми можемо розрахувати відстань аж до половини сантиметра на Землі ".
Що ми дізнаємося?
Вчені сподіваються, що ICESat-2 допоможе створити перші точні карти товщини морського льоду в Антарктиці.
На даний момент техніка оцінки крижаного покриву чітко працює тільки в Арктиці. Вона охоплює порівняння висоти тієї частини плаваючого льоду, яка є над водою, з висотою самої поверхні океану. Оскільки вчені знають щільність морської води і льоду, вони можуть підрахувати, скільки льоду має перебувати під водою, і, отже, загальну його товщину.
Однак в Антарктиді цей підхід спрацьовує не завжди. Далеко на півдні лід може покритися значними масами снігу. Під його вагою морський лід іноді повністю йде під воду, що заважає розрахувати товщину.
Запропоноване рішення полягає в тому, щоб об'єднати лазерні спостереження ICESat-2, що дають відбиток від поверхні снігу, з даними радіолокаційних супутників, промені яких проникають глибше у снігове покриття. Завдяки цьому результати будуть набагато точнішими.
Вченим потрібні точні вимірювання товщини льоду, щоб правильно оцінити стан криги. Іноді лід розбивається через вітер на шматки; а іноді - навпаки, збивається до купи. Різницю видно тільки тоді, коли лід вивчають у всіх трьох вимірах.
І ні, лазер не може розплавити лід з висоти 500 км! Але в темну ніч ви можете побачити зелену крапку в небі - це летить супутник ICESat-2.
Стежте за нами в Telegram! Ми щодня надсилаємо добірку найкращих статей.