Как ученые используют Международную космическую станцию для изучения климата Земли

Международная космическая станция (МКС), находящаяся на высоте около 400 км над Землей, служит уникальной платформой для наблюдения за климатом нашей планеты. На ее внешней поверхности размещены многочисленные научные приборы, с борта регулярно запускаются кубсаты, а астронавты ведут фотосъемку Земли. Эта совокупность данных помогает понять климатические изменения и подготовиться к будущим вызовам.

«Если у вас нет хорошего понимания того, как могут измениться условия, вы оказываетесь в очень плохом положении, чтобы справиться с ними, когда это произойдет», — отмечает Уильям Стефанов, руководитель Управления научных исследований в Космическом центре Джонсона NASA в Хьюстоне. Более чем 20-летний срок работы станции на орбите делает ее идеальным местом для сбора долгосрочных данных о климате, который определяется поведением атмосферы на протяжении десятилетий, столетий и даже геологических периодов.

Уникальная орбита с наклонением около 52 градусов позволяет МКС пролетать над разными участками Земли в разное время суток. Приборы, такие как ECOSTRESS, GEDI, OCO-3, DESIS, TSIS-1 и HISUI, собирают взаимодополняющие данные. Например, OCO-3 измеряет вариации атмосферного CO₂ с точностью менее одной миллионной доли (ppm), а GEDI и ECOSTRESS изучают растительность и ее стресс. «Ученые, изучающие растения и их роль в углеродном цикле, очень взволнованы. Мы обсуждаем, как использовать все эти данные вместе», — говорит научный руководитель проекта OCO-3 Эннмари Элдеринг. Помимо внешних приборов, на станции проводятся эксперименты по улавливанию углерода, например, с использованием микроводорослей или модифицированных бактерий E. coli.

Станция также предоставляет стандартизированную платформу для размещения приборов, таких как TSIS, отслеживающий полную энергию, поступающую на Землю от Солнца. «Мониторинг энергии, которая поступает в систему, циркулирует в ней и выходит из нее, лежит в основе нашей способности понять, как работает климатическая система», — объясняет бывший главный исследователь TSIS Питер Пилевски. Когда возникла угроза разрыва в непрерывных климатических записях, МКС позволила быстро вывести TSIS на орбиту и сохранить преемственность данных.

Важный вклад вносят и астронавты, сделавшие более 3,5 миллионов снимков Земли с борта МКС. Эти изображения используются для мониторинга ледников, вулканов, ночной подсветки городов, изучения атмосферных процессов и даже отслеживания миграции птиц в рамках проекта AMASS. Фотографии также оперативно передаются для помощи при стихийных бедствиях, таких как ураганы и лесные пожары.

Кроме того, МКС служит стартовой площадкой для климатических кубсатов. Более 250 таких аппаратов, включая NanoRacks-MinXSS (изучение солнечного рентгеновского излучения), DIWATA-1 (мониторинг метео-катастроф для Филиппин) и HARP (влияние облаков и аэрозолей), были запущены с борта станции. «Это был отличный ресурс для небольших программ, особенно университетов», — говорит главный исследователь TSIS и NanoRacks-MinXSS Том Вудс. По мере изменения климата Земли МКС продолжит наблюдения, предоставляя уникальные данные, необходимые для защиты нашей планеты.