Наблюдение за ветрами на границе моря и неба
Океан покрывает 71% поверхности Земли и влияет на погоду по всему земному шару. Ураганы и штормы, зарождающиеся далеко в океане, затрагивают людей на суше и влияют на судоходство. Кроме того, океан накапливает углерод и тепло, которые переносятся между океаном и атмосферой, что влияет на климат Земли. Для понимания этих процессов ученым необходимы данные о ветрах у поверхности океана.
Миссия NASA ISS-RapidScat, запуск которой на Международную космическую станцию запланирован на эту осень, будет наблюдать за этими ветрами с помощью проверенного инструмента — скаттерометра. С тех пор как спутниковые скаттерометры начали собирать данные в 1970-х годах, их измерения стали важнейшим источником информации о ветрах над океаном.
Скаттерометры посылают микроволновые импульсы к поверхности Земли под углом. Гладкая поверхность океана отражает большую часть энергии, как зеркало, но сильные волны рассеивают часть сигнала обратно к космическому аппарату. По силе этого обратного рассеяния ученые могут оценить скорость и направление ветра у поверхности океана.
«До появления скаттерометров мы могли измерять океанские ветра только с кораблей, а такие измерения очень ограничены», — отметил Тимоти Лю из Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), руководивший научной командой миссии QuikScat.
Прародитель технологии появился еще во время Второй мировой войны, когда ученые поняли, что ветер, возмущающий поверхность океана, создает шум в радиолокационных сигналах. NASA включило экспериментальный скаттерометр в свою первую космическую станцию в 1973 году и на спутник SeaSat в 1978 году. За три месяца работы скаттерометр SeaSat предоставил ученым больше данных о ветре, чем корабли собрали за предыдущее столетие.
В 1999 году началась миссия QuikScat, которая до 2009 года ежедневно собирала 400 000 измерений, покрывая 90% поверхности Земли. Эти данные использовались для улучшения прогнозов погоды, мониторинга тайфунов и ураганов, а также в океанографии. После выхода из строя основной антенны в 2009 году QuikScat стал использоваться для калибровки других спутниковых скаттерометров, таких как индийский OSCAT, обеспечивая преемственность данных.
Новая миссия ISS-RapidScat, созданная инженерами JPL менее чем за два года, продолжит эту важную работу. «OSCAT перестал работать в начале этого года, поэтому присутствие RapidScat очень важно», — заявил руководитель проекта RapidScat в JPL Ховард Айзен. Миссия позволит передать калибровочный стандарт от QuikScat будущим скаттерометрам, создавая непрерывную запись данных продолжительностью более 15 лет.
RapidScat, как и QuikScat в свое время, задуман как «заполнитель пробела» на два года, пока на орбиту не будет выведен новый скаттерометр Индийской организации космических исследований. Это последний скаттерометр, созданный на основе технологий SeaWinds, но он вносит вклад в растущий архив данных о ветрах над океаном, критически важных для науки о Земле.