Okyanusların ve atmosferin incelenmesini geliştirecek devrim niteliğinde bir uydu

UConn Deniz Bilimleri Bölümü Profesörü Heidi Dierson Uluslararası bir araştırmacı ekibi, dünya okyanuslarını ve atmosferini tamamen yeni şekillerde görmelerine yardımcı olacak bir uydunun fırlatılmasını sabırsızlıkla bekliyor.

Okyanus rengi olarak adlandırılan okyanustan yansıyan veya atmosferde asılı duran aerosol parçacıklarından yansıyan ışık, çeşitli koşullar ve dinamik süreçler hakkında bilgi verir. Bu spektral veriler, plankton, çözünmüş organik madde ve hatta sudaki mikroplastikler, hava kirliliği, polen veya havadaki deniz spreyi gibi şeylerin konsantrasyonuna bağlı olarak değişir.Ancak, bu verileri toplamak, eğer alet yoksa, zor olabilir. bunun için özel olarak kalibre edilmiştir. Bu amaç.

Dierson araştırdı Okyanus rengi Kariyeri boyunca uydu görüntülerini fotoğrafladı ve şu anda NASA ve dünyanın farklı yerleriyle stratejik planlamada önemli bir rol oynuyor. PACE (Plankton, Aerosol, Bulut, Okyanus Ekosistemi) Okyanus Renkleri Misyonu. PACE, NASA'nın en gelişmiş okyanus gözlem uydusudur ve okyanus sağlığını ve hava kalitesini izlemenin yanı sıra, spektrumun ultraviyole uçlarından kızılötesi uçlarına kadar daha geniş bir aralıkta ölçüm yaparak önceki sensörlerin kör noktalarını doldurma konusundaki önemli çalışmalarına devam edecektir. Dierssen, NASA PACE uydusunun özellikle heyecan verici olduğunu çünkü yeni sensörlerin araştırmacıların yeni araştırmalar yürütmesine olanak sağladığını açıklıyor. uydu Yayınlanması planlanıyor 6 Şubat 2024'te Florida'daki Cape Canaveral Uzay Kuvvetleri İstasyonunda bir SpaceX Falcon 9 roketinde.

Diersen, “Bu, NASA'nın okyanuslara yepyeni bir açıdan bakacak çok gelişmiş bir uyduyu ilk fırlatışıdır” diyor.

Dierssen'in çalışmalarının çoğu şu anda yer tabanlı sensörlere ve uçaklara dayanıyor; bu nedenle, PACE uydusunun Dünya denizlerini günde bir kez araştırması, okyanus sağlığı, hava kalitesi ve iklimi izlemek için kritik bilgiler de dahil olmak üzere, daha önce mevcut olandan daha fazla veri sağlayacak.

Diersen, PACE'in özellikle küresel okyanus araştırmaları için tasarlandığını söylüyor. PACE duyarlılığı Okyanus Rengi Aracı (OCI) Karasal uygulamalar için tasarlanmış sensörlerle tespit edilmesi zor olan okyanus rengindeki çok ince değişiklikleri yakalamak için özel olarak tasarlanmıştır. Ayrıca, OCI'nin eğilmesi güneş parlamasını önlemeye yardımcı olacak ve tek dedektör tasarımı, MODIS ve VIIRS gibi mevcut okyanus rengi uydularda yaygın bir sorun olan görüntü pikselleşmesini önleyecektir.

“Okyanuslar için PACE'i iyileştirme konseptini ortaya attığımızda çok nettik; bu heyecan verici çünkü okyanus yaşamını ve onun biyolojisini, fitoplanktonunu, topluluklarını, topluluk kompozisyonunu ve biyoçeşitliliğini küresel olarak görme yeteneğimizi en üst düzeye çıkarmak için tasarlandı.” Artık cihazların veriyi sıralayıp işleyebilmesi için her pikselin global olarak çok fazla veriyi içermesi gerekecek. Diersen, “Uzaydan bu miktarda veri toplamayı hayal edebilmemiz teknolojik açıdan biraz olgunluk gerektirdi” dedi.

Diersen, misyonun, uzmanlıklarını uygulayan uluslararası bir araştırmacı ekibinin dahil olduğu devasa bir ekip çalışması olduğunu açıklıyor.

Hiperspektral PACE Okyanus Rengi Aracı (OCI) NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde inşa edilen Dierssen, cihazın uyduya muazzam bir katkı sağladığını çünkü araştırmacıların PACE'e kadar rutin olarak toplanan spektral verilere erişiminin olmadığını ve bu tür verilerin heyecan verici yeni araştırmalara yol açacağını söylüyor.

Diersen, “Mercanları ve deniz çayırlarını aramak için dünyanın her yerinden verileri örnekledik” diyor. “Bazı test vakaları oldu ve elimde Uluslararası Uzay İstasyonundaki bir sensörden gelen bazı belgeler var. Şimdi İtalyan meslektaşlarımızla birlikte bazı görüntüler üzerinde çalışıyoruz, ancak bu uzay aracıyla ne yapabileceğimizi görmek için deneme çalışmaları yapmamız gerekiyor. Görüntüler.”

Dierssen, bu konsepti öneren ilk PACE bilim ekibindeydi ve son üç buçuk yıldır Dierssen, Bilim ve Uygulamalar ekibinin lideri olarak görev yapıyor. Dünyanın dört bir yanından gelen yaklaşık 100 kişilik ekiple Dierssen, herkesin projeye kattığı uzmanlığı standartlaştırmaya odaklandı.

“Üretimde sıklıkla diğer ekipler tarafından üretilen ürünlere veya işleri daha iyi modellemenin yollarına ihtiyacımız var” diyor. “Bir atmosfer ekibimiz ve bir okyanus ekibimiz var, ancak ekiplerimiz çok entegre çünkü atmosferle nasıl başa çıkacağımızı ve okyanusla nasıl başa çıkacağımızı ve bunun tersini bilmek zorundayız. Birleşik okyanus ve okyanus arasındaki dinamikleri anlamak istedim. atmosfer ve iki tarafın birleşimi işe yaradı.”

Diersen şimdi belirsizlikleri, boşlukları ve ölçümlerin atmosferik ve okyanussal zorluklar sunan ultraviyole ışına nasıl aktarılacağını ele aldıklarını söylüyor.

Diersen, “Bu, ultraviyole ışıkta okyanus rengini ölçen ilk sensör olacak” diyor. “Sonra iki kutuplaşmamız var ve… SPEXone polarimetre Ve HARP2 polarimetreokyanusa polarize bir mercekle bakan. Keşif açısından ne göreceğimizi bildiğimizi sanmıyorum ama bulutlar, aerosoller ve atmosferin işleyişi açısından bize çok yardımcı olacak. “Okyanus biyolojisi ve yaşamını nasıl modelleyeceğimizi ve bu polarimetreleri hiperspektral görüntülerle birleştirerek ne kadar iyi görebileceğimizi bilmiyoruz.”

Diersen, yeni sensörler kullanıldığında her zaman bir miktar heyecan oluştuğunu, çünkü her zaman yeni ve beklenmedik sonuçların ortaya çıktığını söylüyor. Araştırmacılar, polarometreleri kullanarak, petrol sızıntıları ve temizleme operasyonlarında kullanılan yüzey aktif maddeler gibi konularda muhtemelen daha sağlam bir görüşe sahip olacak, aynı zamanda iklim değişikliği nedeniyle okyanus yüzeyi koşullarının nasıl değiştiğine dair yeni bilgiler elde edecekler. PACE ayrıca spektrumun kırmızı kısmındaki klorofil floresansını önceki sensörlere göre daha yüksek çözünürlükle ölçecek.

Diersen, okyanus rengini ölçmenin önemli bir kısmının güneş ışığından mümkün olduğunca kaçınmak olduğunu açıklıyor:

“PACE'in okyanusun rengini tasvir etmek için kullandığı yöntem, kuyruğunun güneşten 20 derece uzakta olması ve ardından ekvatoru geçerken, ters döndüğü yerde geometrik bir şey yapması ve böylece 20 derece daha uzakta görünmesidir. bu yüzden parlamayı önlemek için her zaman güneşten uzak bir açıyı koruyor. “Tropik kuşaklar boyunca ve farklı mevsimlere ilişkin çok fazla verimiz var. Aynı zamanda farklı bir tasarım, buna bıyık diyoruz, bu da onun ne zaman hareket ettiğini algıladığı anlamına geliyor.” Uydu hızla dönerek hareket ediyor ve hareket ettikçe görüntüyü yakalıyor.” “Bu, okyanusların birçok renkli görüntüsünde yaygın olan çizgiler gibi eserleri azaltacaktır.”

Diersen, PACE'teki yüksek düzeyde kalibre edilmiş sensörleri kullanarak, okyanusların nasıl değiştiğini takip etmek için iklim kalitesine ilişkin kesin veriler toplayabileceklerini söylüyor. PACE ayrıca kar, buz ve zemin yüzeylerinin üzerinden de görüntüler sağlayacak.

“Dünyanın çoğu yerinden her gün veri almalıyız, böylece daha önce gördüklerimizden çok farklı ince spektral ayrıntılar elde edeceğiz” diyor. “Okyanuslar o kadar geniş ki, dünyanın çoğu yerinde teknelerle bile bu tür verileri alamıyoruz ve artık okyanusa bakan bu uzay tabanlı varlıklara sahip olmak kritik önem taşıyor. PACE çalışır hale geldiğinde bunu göreceğiz. okyanus dünyasını keşfetmenin ve keşifler yapmanın yeni bir yolu.” Yeni.”