NASA’nın yeni görevi neden Dünya’nın suyunu uzaydan inceleyecek?

Perşembe günü güneş doğmadan önce, Yüzey Suyu ve Okyanus Topografyası uydusunu taşıyan bir roket, Santa Barbara’nın kuzeyindeki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü’nden patlayacak.

SWOT, Dünya yüzeyinin 853 mil yukarısındaki hedefine ulaştığında, iklim değişikliği çalışmasında yeni bir dönem başlayacak.

Uydu, dünyanın neredeyse tüm yüzey sularını araştıran ilk uydu olacak ve araştırmacıların gezegendeki her okyanus, nehir, göl ve akarsuyun hacmini ve hareketini tutarlı bir şekilde izlemesine olanak tanıyacak.

NASA ve Fransa’nın Ulusal Uzay Araştırmaları Merkezi’nin bu ortak misyonu, Dünya hakkında önemli soruları yanıtlamaya hevesli benzersiz bir Dünya bilim adamları ittifakı tarafından destekleniyor. sel, iklim modelleri ve gelecekteki su kaynağımız.

Uydu, fırtına bulutlarının arkasını görebilecek ve karasal göstergeler suya battığında sel sularının yüksekliğini doğru bir şekilde ölçebilecek. Bir ülke, bir nehir boyunca su kullanımıyla ilgili bilgileri paylaşmayı reddederse, bunun yerine uzay aracı bunu sağlayabilir.

SWOT, bilim insanlarına yardımcı olmak için tonlarca veri döndürerek, gezegeni benzeri görülmemiş bir hassasiyet ve sıklıkta gözlemlemek için tasarlanmıştır. politika yapıcılar seller, kuraklıklar ve deniz seviyesinin yükselmesi için planlar yapıyor.

Bilim adamları, 1.2 milyar dolarlık görevin, mikroskobun insan vücuduna bakış açımızı değiştirmesi kadar Dünya’nın suyuna ilişkin anlayışımızı değiştirme potansiyeline sahip olduğunu söylüyor.

Chapel Hill’deki North Carolina Üniversitesi’nde küresel bir hidrolog olan ve misyonun hidroloji bilim lideri olan Tamlin Pavelsky, “Olasılıklar o kadar sonsuz ki, nereden başlayacağımdan neredeyse emin değilim” dedi. “Beyzbol sopasıyla bir piñataya vurup tüm bu şekerlerin dökülmesi gibi ve siz önce ne alacağınızı bile bilmiyorsunuz.”

Önceki uydular ya okyanusları ya da tatlı suyu izlemişti. Her ikisini de ilk gözlemleyen SWOT olacaktır. Misyon, oşinografi ve hidrolojide ortak bir çabadır – genellikle birbirinden ayrı olan iki ilgili bilimsel disiplin.

US Geological Survey’in Pacific Coastal and Marine Science araştırma direktörü Patrick Barnard, “Su döngüsünün tamamı, iklim değişikliğinin Dünya’nın yüzey süreçlerini nasıl etkilediğini anlamak için gerçekten önemlidir – ve sadece suyun taşınmasını değil, aynı zamanda ısıyı da” dedi. Misyona bağlı olmayan Santa Cruz’daki merkez.

SWOT tarafından toplanan veriler, “yalnızca iklim değişikliği değil, aynı zamanda iklim değişkenliği ve bunun kuraklıkları ve muson yağmurları gibi şeyleri nasıl etkilediği konusundaki anlayışımızı büyük ölçüde ilerletecek” dedi.

Uydunun birincil aracı Ka-bandı Radar İnterferometresi veya KarIn’dir. Uydu, radyo dalgaları gönderir ve Karin, bu enerjinin ne kadarının uyduya geri döndüğünü ve varmasının ne kadar sürdüğünü kaydeder. Diğer ölçümlerle birleştiğinde, bu dönüş sinyalleri uyduya suyu algılayıp algılamadığını ve su yüzeyinin yüksekliğini söyler.

Haziran ayında tamamen faaliyete geçtiğinde, SWOT Arktik Okyanusu ile Antarktika arasındaki her şeyi en az 21 günde bir tarayacak. İlk görev üç yıl sürecek.

“Şu anda bize suyun nerede olduğunu söyleyebilecek uydularımız var ve suyun yüksekliğinin ne olduğunu söyleyebilecek uydularımız var, ancak bunların ikisini aynı anda etkili bir şekilde yapabilen uydularımız yok. Ve bu, Karin’in yapabileceği türden öldürücü bir şey,” dedi Pavelsky. “Dünyanın suyunu 2D’den 3D’ye çeviriyor.”

Tatlı su tarafında, SWOT, gezegenin yerden tutarlı bir şekilde izlenemeyecek kadar çok sayıda ve genellikle çok uzak olan nehir, göl ve akarsu ağının ilk kapsamlı araştırmasını sağlayacaktır.

Stanford Üniversitesi’nde jeofizik alanında doktora adayı olan Aakash Ahamed, “Nihayet, oldukça seyrek dağılmış olan akış ölçüm istasyonlarına güvenmek yerine, akış akışını tahmin etmek için bir uzaktan algılama yöntemi kullanabilirim” dedi.

Oregon Üniversitesi’nde yüzey suyu hidroloğu olan Sarah Cooley, iklim değişikliğinin ve insan davranışının su depolamayı nasıl etkilediğini belirlemek için rezervuarları ve doğal gölleri izliyor. Çalışmaları, yılda iki ila dört kez dünyanın en büyük 227.000 gölü ve rezervuarı hakkında veri sağlayan NASA’nın ICESat-2 uydu lazer altimetresine dayanıyordu. Şu anda mevcut olan en gelişmiş yüzey suyu uydu teknolojisidir.

Bu değişmek üzere. SWOT, en az üç haftada bir olmak üzere 6 milyona kadar su kütlesiyle ilgili verileri döndürür. Uydu, en az 100 fit genişliğindeki hemen hemen her nehri ve 15 dönümden büyük her gölü algılayabilir.

Cooley, “Bu çok büyük bir fark,” dedi. “Aslında bunun nasıl olacağını ve bu verilerle nasıl çalışacağımızı düşünmek bile çılgınca.”

SWOT, bilim adamlarının okyanustaki değişiklikleri izleme biçiminde de büyük bir fark yaratacaktır.

1992’den bu yana, deniz seviyesi verileri büyük ölçüde TOPEX/Poseidon ve diğer uydu altimetre sistemleri ile bilim adamlarının birden fazla ülke, kurum ve araştırma kurumundan bir araya getirdiği bir gelgit ölçer ağı tarafından ölçülmektedir. Bu göstergeler, herhangi bir kıyı şeridinin yalnızca ara sıra anlık görüntülerini sağlar ve bir fırtına vurduğunda veya yüksek bir sel bir mahalleyi sular altında bıraktığında, gelgit seviyesini ölçmeye çalışan bilim adamları tipik olarak, genellikle kilometrelerce uzakta olan en yakın gelgit göstergesine güvenirler.

Ve halihazırda yörüngede olan altimetreler, bir kuşaktan fazla denizbilimci için çığır açarken, bir kör noktaya sahipler: doğrudan gelgit çizgisinde ölçüm yapamazlar. Alabilecekleri en yakın yer, kıyıdan yaklaşık 6 mil açıkta; birçok yerde kıyıdan 18 mil uzakta okumalar yapılır.

“Aslında tam olarak ne olduğunu bilmiyoruz. de Sahil,” dedi NASA’nın La Cañada Flintridge’deki Jet Tahrik Laboratuvarı’nda araştırma bilimcisi olan Benjamin Hamlington. görevde deniz seviyesinin yükselmesi bilimine rehberlik ediyor. “İşte burada SWOT devreye girecek.”

Yeni uydu, açık okyanusta diğer uyduların hiçbir zaman net bir şekilde yakalayamadığı daha ince özellikleri de ölçecek. Bu daha küçük ölçekli akıntılar ve sirkülasyon modelleri, okyanusun ısıyı nasıl emdiği ve nihayetinde nereye gittiği konusunda önemli ancak çok az anlaşılan bir rol oynuyor. (Okyanusun, Sanayi Devrimi’nden bu yana insanlar tarafından salınan karbondioksitin dörtte birinden fazlasını ve ortaya çıkan ısının yaklaşık %90’ını emdiğini belirtmekte fayda var.)

NASA’nın Deniz Seviyesi Değişimi Ekibine de başkanlık eden Hamlington, bu bilginin iklim değişikliği anlayışımız için kritik öneme sahip olduğunu söyledi. Kıyı taşkınlarının önümüzdeki on yıllarda daha sık ve yoğun bir şekilde vurması bekleniyor ve SWOT’tan elde edilen veriler, toplulukların bu geleceğe hazırlanmak için güvendikleri tahminleri önemli ölçüde iyileştirecek.

Batı Kıyısı boyunca ve Pasifik Okyanusu havzasında USGS’nin iklim etkileri ve kıyı tehlikeleri araştırmasını denetleyen Barnard, uydu teknolojisinin kendi alanında tamamen devrim yarattığını söyledi.

Geleneksel olarak, bir araştırmacı birkaç yılını tek bir kumsal, göl veya nehir vadisi üzerinde çalışarak geçirebilir. Bilimsel topluluk daha sonra bu çalışmayı daha büyük Dünya sistemi bulmacasına yerleştirecekti.

Sadece son on yılda, Barnard ve ekibi Japonya, Avustralya, Yeni Zelanda ve Kanada’dan bilim adamlarını El Niño ve değişen iklim koşullarının Pasifik Havzası’ndaki kıyı topluluklarını nasıl giderek daha fazla tehdit ettiğini incelemek için işe aldı. Üç kıtadaki 48 sahilden veri toplamak ve analiz etmek 200.000 saat sürdü ve sonuç olarak Pasifik Kıyısı boyunca uzanan 6.200 millik kumlu kıyı şeridinin yalnızca 124’ünü oluşturdu.

Barnard, “Artık, uzaydan, gerçekten istersek ve dünyanın herhangi bir yerinden bu bilgilerin çoğunu her gün alabiliriz – ki bu akıllara durgunluk veriyor” dedi.

SWOT, kuma basan saha çalışmasının yerini tamamen almayacak. Misyonun ilk birkaç yılında, bilim adamlarının sonuçlarını kapsamlı arazi ölçümleriyle doğrulamaları gerekecek.

SWOT’un getireceği büyük miktarda veri, kendi zorluklarını da beraberinde getirir. Bu miktarda bilgiyi depolamak ve işlemek başlı başına büyük bir girişimdir.

Aynı zamanda heyecan verici bir şey. Oregon’daki yüzey suyu hidroloğu Cooley, araştırmacıların SWOT gibi dönüşüm teknolojisinin yalnızca mevcut sorunlara yeni cevaplar sunmakla kalmayıp, tamamen yeni sorular ortaya çıkardığını söylüyor.

“Bu bir bilim adamı olarak gerçekten heyecan verici” dedi.