Больше, чем копия: OCO-3 на космической станции

NASA готово запустить новый космический инструмент, который будет использовать преимущество точки обзора на Международной космической станции для мониторинга углеродного цикла Земли. Миссия OCO-3, наследница всё ещё активной OCO-2, привнесет не только новую точку обзора, но и новые методы и технологии в наблюдения NASA за диоксидом углерода.

Почему диоксид углерода?

Диоксид углерода (CO₂) естественным образом циркулирует в атмосфере и из неё благодаря растениям, животным, океану и суше, сохраняя долгосрочный баланс цикла. CO₂, добавляемый в атмосферу в результате деятельности человека за последние 250 лет, увеличил количество газа, остающегося в атмосфере. Этот дополнительный газ удерживает тепло через парниковый эффект, что приводит к потеплению климата. OCO-3 — новейшее дополнение к глобальной космической группировке, наблюдающей за этим критически важным парниковым газом. Он был создан на основе дубликата инструмента OCO-2, изначально построенного как «запасной летный образец». Таким образом, OCO-3 расширит и улучшит набор данных, уже доказавший свою ценность.

Почему космическая станция?

Космическая станция обращается вокруг Земли между 52 градусами северной и 52 градусами южной широты — в пределах которых находится подавляющее большинство городов и сельскохозяйственных угодий планеты, ответственных за большую часть поглощения и выбросов углерода. Орбита станции позволит OCO-3 пролетать над каждой точкой в разное время суток на каждом витке. Инструмент, установленный снаружи на нижней стороне станции, соберет первые наблюдения вариаций CO₂ от рассвета до заката из космоса над тропическими и средними широтами. Например, OCO-2 пролетает над Амазонией около 13:30, когда регион часто закрыт облаками, а OCO-3 будет проходить над ней в любое время суток, получая гораздо больше данных при ясном небе.

Что еще нового?

OCO-3 — это спектрометр, фактически три спектрометра с общим телескопом. Два из них настроены на длины волн с сильным поглощением CO₂, а третий — на кислород, что необходимо для расчетов. Комбинация данных позволяет измерять концентрацию CO₂ с точностью до 1 молекулы на миллион.

Кроме того, OCO-3 наблюдает очень слабое свечение, которое растения испускают во время фотосинтеза, — солнечно-индуцированную флуоресценцию (SIF). Это наиболее точный индикатор фотосинтеза, измеряемый из космоса. Новый инструмент сможет быстро поворачивать датчики на наземные вышки для валидации данных.

OCO-3 также продемонстрирует новую методику измерения локальных выбросов углерода из космоса, например, от городов или вулканов. Режим «моментального снимка» (snapshot mode), использующий способность инструмента быстро наводиться, позволит получать плотное покрытие измерениями на площади около 80x80 км, что сравнимо с бассейном Лос-Анджелеса, и лучше дифференцировать местные выбросы.