Andrew Thorpe, küçük bir uçakla tepesinden uçan mürettebattan bir mesaj aldığında neredeyse 10 yıl olmuştu: Yeni bir metan sıcak noktası tespit etmişlerdi.
Thorpe, güneybatı ABD'deki Four Corners bölgesinin yakınlarında, kullanımı zor bir kiralık SUV ile virajlı toprak ve dağ yollarında ilerledi. Uçaktan bildirilen noktaya vardığında, tüyü taramak için bir termal kamera çıkardı. Gerçekten de, muhtemelen bir boru hattı sızıntısından kaynaklanan metan yerden sızıyordu.
Çölün dışına doğru uzanan bir işaret buldu ve üzerinde bir gaz şirketinin telefon numarası yazılıydı, bu yüzden onları aradı. Thorpe, “Telefonun diğer ucunda çok kafası karışık bir kişi vardı,” dedi. “Onlara neden aradığımı açıklamaya çalışıyordum, ancak bu, bunu yapabilecek hiçbir teknolojinin olmadığı yıllar önceydi.”
Yıllar geçtikçe, çalışma Thorpe'a istenmeyen bir ilgi çekti. “Kaliforniya'da bazı sürüş araştırmaları yaptım… Bir kiralık polis memuru benden çok şüphelendi ve beni korkutmaya çalıştı,” dedi Thorpe. “Eğer halka açık bir yola termal kamera yerleştirirseniz ve onu çitin ötesindeki bir tanka doğrultursanız, insanlar gerginleşecektir. Bazı petrol ve gaz işçileri tarafından yuhalandım, ama bu normal bir durum.”
Thorpe bugün, NASA'nın La Cañada Flintridge'deki Jet Propulsion Laboratuvarı'nda sera gazı izleme konusunda öncü olan bir grubun parçasıdır. 40 yılı aşkın bir süredir, JPL'deki Mikrocihazlar Laboratuvarı, metan ve karbondioksiti aşırı hassasiyetle ölçmek için özel aletler geliştirmektedir.
Spektrometre adı verilen aletler, hangi renk güneş ışığını emdiklerine göre gazları tespit eder. Bu yılın başlarında, JPL, Caltech ve araştırma kar amacı gütmeyen Carnegie Science'dan bir araştırmacı ekibi finalist olarak seçildi NASA'nın bu teknolojiyi yörüngeye yerleştirmek için verdiği ödüle layık görüldü.
JPL teknisyenleri, metan ve diğer sera gazlarını aramak için uçağa yerleştirilecek olan Havadan Görünür/Kızılötesi Görüntüleme Spektrometresi (AVIRIS) üzerinde çalışıyor.
(Myung J. Chun/Los Angeles Times)
Uydu görevi için seçilirse, ekibin Carbon-I adlı karbon araştırması 2030'ların başında fırlatılacak. Üç yıl boyunca Carbon-I, dünya çapında sera gazı emisyonlarını sürekli olarak haritalayacak ve ilgi çekici alanların günlük anlık görüntülerini alarak bilim insanlarının enerji santralleri, boru hattı sızıntıları, çiftlikler ve çöplükler gibi iklim kirliliği kaynaklarını belirlemesine olanak tanıyacak.
Bu gazları izleyen birden fazla uydu olmasına rağmen, Carbon-I'in çözünürlüğü benzersizdir ve gazın nereden yayıldığını belirlemede her türlü tahmine gerek kalmaz. “Artık inkar edilemez bir şey var – bir duman gördüğümüzde, başka bir potansiyel kaynak yoktur,” diyor Carbon-I'in eş baş araştırmacısı ve Caltech'te çevre bilimi ve mühendisliği profesörü olan Christian Frankenberg.
Önerilen uzay tabanlı Karbon-I emisyon izleme sisteminin eş baş araştırmacısı olan Caltech profesörü Christian Frankenberg, JPL laboratuvarında inşa halindeki bir AVIRIS monitörüne bakıyor.
(Myung J. Chun/Los Angeles Times)
Carbon-I'in en iyi, 100 fitlik çözünürlüğü “uzaydan bakıldığında çok yüksek bir çözünürlük. Bu elde edilebilecek inanılmaz bir çözünürlük,” diyor Toronto Üniversitesi'nde Dünya'nın karbon döngüsünü inceleyen ve Carbon-I teklifinde yer almayan bir profesör olan Debra Wunch. “Bize emisyonların tam olarak kaynağı hakkında çok daha fazla içgörü sağlayabilirdi… Bu çığır açıcı olurdu. Tek tek bacaları, hatta çöplüklerin tek tek parçalarını bile görebilecektiniz.”
Tarihsel olarak, bireysel yayıcılardan sera gazı salınımını izlemek zor olmuştur — hem karbondioksit hem de metan renksiz ve kokusuzdur. Bu nedenle bilim insanları sıklıkla şirketlerden gelen kendi bildirdikleri değerleri ve araştırmalardan gelen tahminleri toplamak zorunda kalmıştır. Örneğin, ineklerin ürettiği metan miktarını tahmin etmek için bilim insanları bir ineğin ne kadar metan saldığını belirlemeli ve bunu Dünya'daki toplam inek sayısıyla çarpmalıdır.
“Uluslararası politikalara bakarsanız… şu anda hepsi bu aşağıdan yukarıya envanterlere dayanıyor,” dedi Carnegie Science'daki Carnegie Climate and Resilience Hub'ın kurucu direktörü ve Carbon-I'in eş baş araştırmacısı Anna Michalak. “Emisyonların ne olduğunu takip etmenin bağımsız bir yoluna sahip olduğumuz bir noktaya gelmemiz gerekiyor.”
Carbon-I'in çözünürlüğü ayrıca bilim insanlarına, bulutların şu anda uydu gözetlemesinin çoğu biçimini engellediği tropiklerin atmosferine yeni bir erişim sağlayacak. Frankenberg, “Bu onların Aşil tendonu,” dedi.
Tropikal ve subtropikal ormanlar emmek CO2'nin yaklaşık dörtte biri insanlık üretir Fosil yakıtların yakılmasıyla, dünyanın bu bölgesinden doğru verilere acilen ihtiyaç duyulmaktadır.
Şu anda Dünya yörüngesinde daha düşük çözünürlükte dönen uydular bulut örtüsündeki küçük boşluklardan göremezler. Sadece her piksel için gökyüzündeki bulutlu ve açık noktaların bulanık bir ortalamasını görürler. Her pikselin alanı diğer uyduların çoğundan neredeyse 50 kat daha küçük olan Carbon-I açıklıkları görebilir ve bunlar üzerinden ölçümler alabilir. Nisan 2024 makalesiFrankenberg, Michalak ve işbirlikçileri, Carbon-I'in tropik bölgelerde bulutların ötesini seleflerine göre 10 ila 100 kat daha sık görebileceğini tahmin ediyor.
Carbon-I, “insanların neler olup bittiğini bilmediği şeyleri görecek,” dedi, lisansüstü okul günlerinden gaz sızıntılarına termal kameralar yöneltmeyi bırakan ve şimdi Microdevices Laboratuvarı'nda araştırma teknolojisti olarak çalışan Thorpe. “Bu, bilimde yepyeni bir alan açacak.”
JPL'nin havadan sera gazı izleme programı onlarca yıl öncesine dayanıyor, ancak uzay izleme alanı hala oldukça yeni. 2016'nın başlarında, NASA genel merkezi JPL ekibiyle iletişime geçti. Devam eden büyük bir Aliso Canyon gaz depolama tesisinde patlama Porter Çiftliği'nin yakınındaydı ve NASA ekibinin orayı kontrol etmesini istiyordu.
Ekip, Southern California Gas Co. patlamayı kontrol altına almak için mücadele ederken, bir ay boyunca üç gün boyunca 1960'lardan kalma bir casus uçağının bir versiyonuyla sahanın üzerinde uçtu. Aynı zamanda, NASA'nın Maryland'deki Goddard Uçuş Merkezi, NASA Earth Observing uzay aracının Hyperion spektrometresini sızıntıya doğrulttu.
Hyperion, Dünya yüzeyinin gözlemlerini yapmak ve atmosferden gelen gürültüyü filtrelemek için tasarlanmıştı. Şimdi, atmosferi gözlemlemeye ve yüzeyi filtrelemeye çalışıyorlardı ve , İlk kezBilim insanları yörüngeden insan yapımı bir metan nokta kaynağı gözlemlediler.
Thorpe, “Hyperion sonucu oldukça gürültülüydü, ancak yine de dumanı görebiliyordunuz,” dedi. “Bu, bunu uzaydan yapabileceğimizin gerçek bir kanıtıydı.”
Carbon-I fırlatılsa bile, bu ekibin uçaklara alet takmayı bırakacağı anlamına gelmiyor. Ekip, uçaktan ilgi alanlarını daha keskin çözünürlükte ve aynı anda ardışık günler boyunca izleyebiliyor. Şu anda, Four Corners sızıntısını ve Aliso Kanyonu patlamasını gözlemleyen spektrometrelerin daha yalın, daha acımasız bir versiyonu, Meksika Körfezi'ndeki açık deniz petrol platformlarının emisyonlarını izlemek için bir dizi görev uçuruyor.
JPL'nin Hollywood Burbank Havaalanı'ndaki hangarında sera gazı izleme uçuşları yapmak için kullandığı çift motorlu King Air uçağı.
(Noah Haggerty/Los Angeles Times)
Uçak görevleri ayrıca ekibe yeni ve gelişmiş spektrometreleri deneme fırsatı da veriyor. “Onları onarabilir ve yükseltebilirsiniz,” diyor spektrometrelerle otuz yıldan fazla süredir çalışan ve düzenli olarak onlarla uçan JPL mühendisi Michael Eastwood. “Gerçekten olgun, gerçekten iyi bilinen, yüksek güvenilirliğe ihtiyaç duyan uzay araçlarının aksine daha fazla risk alabilirsiniz — biz bu şekilde kısıtlanmıyoruz.”
Hava ekibi de çeviktir. Genellikle, iki mürettebat üyesi King Air çift pervaneli uçağın ikinci sırasında oturup uçağın kokpitiyle rekabet edebilecek kadar çok sayıda düğmenin bulunduğu bir yığın dizüstü bilgisayara ve alete bakar. Ekranlarda gerçek zamanlı GPS verilerine ve spektrometre sonuçlarına bakabilir ve pilotlarla bir uçuş planı koordine edebilirler. AVIRIS olarak adlandırılan spektrometre, Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer'ın kısaltmasıdır ve üçüncü sırada yer alır ve zeminde kesilmiş bir pencereden aşağı bakar.
Carbon-I'in finalist olarak seçildiği NASA programı, topluma fayda sağlayacak uzay tabanlı Dünya bilimini finanse etmeyi amaçlıyor. Takıma, 2025'teki son NASA incelemesinden önce proje teklifini keskinleştirmek için 5 milyon dolar verildi. Üç finalist daha var ve ikisi fırlatma için seçilecek.
Görev seçimi için uygulanan bu iki aşamalı süreç, NASA'nın Dünya bilimleri programları için yeni bir durum ve JPL'nin uzay ajansıyla ilişkisinden bağımsız olarak, diğer bilim camiasıyla rekabet etmesini gerektiriyor.
“Eğer market parasından bahsediyorsak, [$5 million] Michalak, “Çok fazla para gibi görünüyor ama aslında bir pazarlık” dedi. “Bir göreve 300 milyon dolar ayırdığınızı düşünürseniz, bunun %1,5'ini gerçekten muhteşem ve başarılı olacağından emin olmak için harcamak son derece akıllıca.”
Bu arada Carbon-I ekibi, NASA'ya projeyi zamanında ve bütçe dahilinde yürütebilecek teknik bilgiye sahip olduğunu göstermeye odaklanmış durumda.
Michalak, “Mevcut aşamadaki dört görevin de kesinlikle değerli bilimsel görevler olduğunu düşünüyorum” dedi ve ekledi: “Bir uydu görevi için %50'lik oran fena bir oran değil.”
Haber Bülteni
Daha sürdürülebilir bir Kaliforniya'ya doğru
İklim değişikliği, enerji ve çevre konularını inceleyen bültenimiz Boiling Point'i edinin ve sohbetin ve çözümün bir parçası olun.
Email adresini gir
Beni kaydet
Los Angeles Times'tan zaman zaman tanıtım içerikleri alabilirsiniz.
Thorpe, güneybatı ABD'deki Four Corners bölgesinin yakınlarında, kullanımı zor bir kiralık SUV ile virajlı toprak ve dağ yollarında ilerledi. Uçaktan bildirilen noktaya vardığında, tüyü taramak için bir termal kamera çıkardı. Gerçekten de, muhtemelen bir boru hattı sızıntısından kaynaklanan metan yerden sızıyordu.
Çölün dışına doğru uzanan bir işaret buldu ve üzerinde bir gaz şirketinin telefon numarası yazılıydı, bu yüzden onları aradı. Thorpe, “Telefonun diğer ucunda çok kafası karışık bir kişi vardı,” dedi. “Onlara neden aradığımı açıklamaya çalışıyordum, ancak bu, bunu yapabilecek hiçbir teknolojinin olmadığı yıllar önceydi.”
Yıllar geçtikçe, çalışma Thorpe'a istenmeyen bir ilgi çekti. “Kaliforniya'da bazı sürüş araştırmaları yaptım… Bir kiralık polis memuru benden çok şüphelendi ve beni korkutmaya çalıştı,” dedi Thorpe. “Eğer halka açık bir yola termal kamera yerleştirirseniz ve onu çitin ötesindeki bir tanka doğrultursanız, insanlar gerginleşecektir. Bazı petrol ve gaz işçileri tarafından yuhalandım, ama bu normal bir durum.”
Thorpe bugün, NASA'nın La Cañada Flintridge'deki Jet Propulsion Laboratuvarı'nda sera gazı izleme konusunda öncü olan bir grubun parçasıdır. 40 yılı aşkın bir süredir, JPL'deki Mikrocihazlar Laboratuvarı, metan ve karbondioksiti aşırı hassasiyetle ölçmek için özel aletler geliştirmektedir.
Spektrometre adı verilen aletler, hangi renk güneş ışığını emdiklerine göre gazları tespit eder. Bu yılın başlarında, JPL, Caltech ve araştırma kar amacı gütmeyen Carnegie Science'dan bir araştırmacı ekibi finalist olarak seçildi NASA'nın bu teknolojiyi yörüngeye yerleştirmek için verdiği ödüle layık görüldü.
JPL teknisyenleri, metan ve diğer sera gazlarını aramak için uçağa yerleştirilecek olan Havadan Görünür/Kızılötesi Görüntüleme Spektrometresi (AVIRIS) üzerinde çalışıyor.
(Myung J. Chun/Los Angeles Times)
Uydu görevi için seçilirse, ekibin Carbon-I adlı karbon araştırması 2030'ların başında fırlatılacak. Üç yıl boyunca Carbon-I, dünya çapında sera gazı emisyonlarını sürekli olarak haritalayacak ve ilgi çekici alanların günlük anlık görüntülerini alarak bilim insanlarının enerji santralleri, boru hattı sızıntıları, çiftlikler ve çöplükler gibi iklim kirliliği kaynaklarını belirlemesine olanak tanıyacak.
Bu gazları izleyen birden fazla uydu olmasına rağmen, Carbon-I'in çözünürlüğü benzersizdir ve gazın nereden yayıldığını belirlemede her türlü tahmine gerek kalmaz. “Artık inkar edilemez bir şey var – bir duman gördüğümüzde, başka bir potansiyel kaynak yoktur,” diyor Carbon-I'in eş baş araştırmacısı ve Caltech'te çevre bilimi ve mühendisliği profesörü olan Christian Frankenberg.
Önerilen uzay tabanlı Karbon-I emisyon izleme sisteminin eş baş araştırmacısı olan Caltech profesörü Christian Frankenberg, JPL laboratuvarında inşa halindeki bir AVIRIS monitörüne bakıyor.
(Myung J. Chun/Los Angeles Times)
Carbon-I'in en iyi, 100 fitlik çözünürlüğü “uzaydan bakıldığında çok yüksek bir çözünürlük. Bu elde edilebilecek inanılmaz bir çözünürlük,” diyor Toronto Üniversitesi'nde Dünya'nın karbon döngüsünü inceleyen ve Carbon-I teklifinde yer almayan bir profesör olan Debra Wunch. “Bize emisyonların tam olarak kaynağı hakkında çok daha fazla içgörü sağlayabilirdi… Bu çığır açıcı olurdu. Tek tek bacaları, hatta çöplüklerin tek tek parçalarını bile görebilecektiniz.”
Tarihsel olarak, bireysel yayıcılardan sera gazı salınımını izlemek zor olmuştur — hem karbondioksit hem de metan renksiz ve kokusuzdur. Bu nedenle bilim insanları sıklıkla şirketlerden gelen kendi bildirdikleri değerleri ve araştırmalardan gelen tahminleri toplamak zorunda kalmıştır. Örneğin, ineklerin ürettiği metan miktarını tahmin etmek için bilim insanları bir ineğin ne kadar metan saldığını belirlemeli ve bunu Dünya'daki toplam inek sayısıyla çarpmalıdır.
“Uluslararası politikalara bakarsanız… şu anda hepsi bu aşağıdan yukarıya envanterlere dayanıyor,” dedi Carnegie Science'daki Carnegie Climate and Resilience Hub'ın kurucu direktörü ve Carbon-I'in eş baş araştırmacısı Anna Michalak. “Emisyonların ne olduğunu takip etmenin bağımsız bir yoluna sahip olduğumuz bir noktaya gelmemiz gerekiyor.”
Carbon-I'in çözünürlüğü ayrıca bilim insanlarına, bulutların şu anda uydu gözetlemesinin çoğu biçimini engellediği tropiklerin atmosferine yeni bir erişim sağlayacak. Frankenberg, “Bu onların Aşil tendonu,” dedi.
Tropikal ve subtropikal ormanlar emmek CO2'nin yaklaşık dörtte biri insanlık üretir Fosil yakıtların yakılmasıyla, dünyanın bu bölgesinden doğru verilere acilen ihtiyaç duyulmaktadır.
Şu anda Dünya yörüngesinde daha düşük çözünürlükte dönen uydular bulut örtüsündeki küçük boşluklardan göremezler. Sadece her piksel için gökyüzündeki bulutlu ve açık noktaların bulanık bir ortalamasını görürler. Her pikselin alanı diğer uyduların çoğundan neredeyse 50 kat daha küçük olan Carbon-I açıklıkları görebilir ve bunlar üzerinden ölçümler alabilir. Nisan 2024 makalesiFrankenberg, Michalak ve işbirlikçileri, Carbon-I'in tropik bölgelerde bulutların ötesini seleflerine göre 10 ila 100 kat daha sık görebileceğini tahmin ediyor.
Carbon-I, “insanların neler olup bittiğini bilmediği şeyleri görecek,” dedi, lisansüstü okul günlerinden gaz sızıntılarına termal kameralar yöneltmeyi bırakan ve şimdi Microdevices Laboratuvarı'nda araştırma teknolojisti olarak çalışan Thorpe. “Bu, bilimde yepyeni bir alan açacak.”
JPL'nin havadan sera gazı izleme programı onlarca yıl öncesine dayanıyor, ancak uzay izleme alanı hala oldukça yeni. 2016'nın başlarında, NASA genel merkezi JPL ekibiyle iletişime geçti. Devam eden büyük bir Aliso Canyon gaz depolama tesisinde patlama Porter Çiftliği'nin yakınındaydı ve NASA ekibinin orayı kontrol etmesini istiyordu.
Ekip, Southern California Gas Co. patlamayı kontrol altına almak için mücadele ederken, bir ay boyunca üç gün boyunca 1960'lardan kalma bir casus uçağının bir versiyonuyla sahanın üzerinde uçtu. Aynı zamanda, NASA'nın Maryland'deki Goddard Uçuş Merkezi, NASA Earth Observing uzay aracının Hyperion spektrometresini sızıntıya doğrulttu.
Hyperion, Dünya yüzeyinin gözlemlerini yapmak ve atmosferden gelen gürültüyü filtrelemek için tasarlanmıştı. Şimdi, atmosferi gözlemlemeye ve yüzeyi filtrelemeye çalışıyorlardı ve , İlk kezBilim insanları yörüngeden insan yapımı bir metan nokta kaynağı gözlemlediler.
Thorpe, “Hyperion sonucu oldukça gürültülüydü, ancak yine de dumanı görebiliyordunuz,” dedi. “Bu, bunu uzaydan yapabileceğimizin gerçek bir kanıtıydı.”
Carbon-I fırlatılsa bile, bu ekibin uçaklara alet takmayı bırakacağı anlamına gelmiyor. Ekip, uçaktan ilgi alanlarını daha keskin çözünürlükte ve aynı anda ardışık günler boyunca izleyebiliyor. Şu anda, Four Corners sızıntısını ve Aliso Kanyonu patlamasını gözlemleyen spektrometrelerin daha yalın, daha acımasız bir versiyonu, Meksika Körfezi'ndeki açık deniz petrol platformlarının emisyonlarını izlemek için bir dizi görev uçuruyor.
JPL'nin Hollywood Burbank Havaalanı'ndaki hangarında sera gazı izleme uçuşları yapmak için kullandığı çift motorlu King Air uçağı.
(Noah Haggerty/Los Angeles Times)
Uçak görevleri ayrıca ekibe yeni ve gelişmiş spektrometreleri deneme fırsatı da veriyor. “Onları onarabilir ve yükseltebilirsiniz,” diyor spektrometrelerle otuz yıldan fazla süredir çalışan ve düzenli olarak onlarla uçan JPL mühendisi Michael Eastwood. “Gerçekten olgun, gerçekten iyi bilinen, yüksek güvenilirliğe ihtiyaç duyan uzay araçlarının aksine daha fazla risk alabilirsiniz — biz bu şekilde kısıtlanmıyoruz.”
Hava ekibi de çeviktir. Genellikle, iki mürettebat üyesi King Air çift pervaneli uçağın ikinci sırasında oturup uçağın kokpitiyle rekabet edebilecek kadar çok sayıda düğmenin bulunduğu bir yığın dizüstü bilgisayara ve alete bakar. Ekranlarda gerçek zamanlı GPS verilerine ve spektrometre sonuçlarına bakabilir ve pilotlarla bir uçuş planı koordine edebilirler. AVIRIS olarak adlandırılan spektrometre, Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer'ın kısaltmasıdır ve üçüncü sırada yer alır ve zeminde kesilmiş bir pencereden aşağı bakar.
Carbon-I'in finalist olarak seçildiği NASA programı, topluma fayda sağlayacak uzay tabanlı Dünya bilimini finanse etmeyi amaçlıyor. Takıma, 2025'teki son NASA incelemesinden önce proje teklifini keskinleştirmek için 5 milyon dolar verildi. Üç finalist daha var ve ikisi fırlatma için seçilecek.
Görev seçimi için uygulanan bu iki aşamalı süreç, NASA'nın Dünya bilimleri programları için yeni bir durum ve JPL'nin uzay ajansıyla ilişkisinden bağımsız olarak, diğer bilim camiasıyla rekabet etmesini gerektiriyor.
“Eğer market parasından bahsediyorsak, [$5 million] Michalak, “Çok fazla para gibi görünüyor ama aslında bir pazarlık” dedi. “Bir göreve 300 milyon dolar ayırdığınızı düşünürseniz, bunun %1,5'ini gerçekten muhteşem ve başarılı olacağından emin olmak için harcamak son derece akıllıca.”
Bu arada Carbon-I ekibi, NASA'ya projeyi zamanında ve bütçe dahilinde yürütebilecek teknik bilgiye sahip olduğunu göstermeye odaklanmış durumda.
Michalak, “Mevcut aşamadaki dört görevin de kesinlikle değerli bilimsel görevler olduğunu düşünüyorum” dedi ve ekledi: “Bir uydu görevi için %50'lik oran fena bir oran değil.”
Haber Bülteni
Daha sürdürülebilir bir Kaliforniya'ya doğru
İklim değişikliği, enerji ve çevre konularını inceleyen bültenimiz Boiling Point'i edinin ve sohbetin ve çözümün bir parçası olun.
Email adresini gir
Beni kaydet
Los Angeles Times'tan zaman zaman tanıtım içerikleri alabilirsiniz.