NASA скоро запустит уникальный инструмент под названием Arcstone, чтобы улучшить качество данных, получаемых с помощью датчиков наблюдения за Землёй на орбите. В рамках демонстрации этой технологии миссия будет измерять солнечный свет, отражённый от Луны — метод, называемый лунной калибровкой. Такие измерения спектральной отражательной способности Луны в конечном итоге могут быть использованы для установления высокоточного универсального стандарта, который будет применяться международным научным сообществом и коммерческой космической индустрией.
Для обеспечения правильной работы спутниковых и бортовых датчиков исследователи калибруют их, сравнивая измерения датчиков со стандартными. Arcstone станет первой миссией, посвящённой исключительно измерению лунной отражательной способности из космоса с целью калибровки и улучшения научных данных, собранных орбитальными приборами наблюдения за Землёй.
«Одной из самых сложных задач в дистанционном зондировании из космоса является достижение требуемой точности калибровки приборов на орбите», — сказал Константин Лукашин, главный исследователь миссии Arcstone и физик-исследователь в Исследовательском центре Лэнгли НАСА в Хэмптоне, штат Вирджиния.
«Луна является отличным и доступным источником калибровки за пределами атмосферы Земли. Отраженный от Луны свет чрезвычайно стабилен и измерим на очень высоком уровне детализации. Цель Arcstone — повысить точность лунной калибровки для повышения качества данных дистанционного зондирования из космоса для будущих поколений».
В течение запланированных шести месяцев миссии Arcstone будет использовать спектрометр — научный прибор, который измеряет и анализирует свет, разделяя его на составляющие длины волн, или спектр, — для измерения лунной спектральной отражательной способности. Ожидается, что запуск Arcstone состоится в конце июня в качестве попутчика на небольшом CubeSat. Сбор данных, называемый первым светом, начнётся примерно через три недели после выхода на орбиту.
«Миссия демонстрирует новый, более экономичный дизайн прибора, производительность оборудования, операции и обработку данных для достижения высокоточных эталонных измерений лунной спектральной отражательной способности», — сказал Лукашин.
Измерения лунной отражательной способности, сделанные с поверхности Земли, могут быть подвержены влиянию помех со стороны атмосферы, что усложняет усилия по калибровке. Исследователи уже используют Солнце и Луну для калибровки космических приборов, но не на том уровне точности и согласованности, который может обеспечить универсальный стандарт.
Лукашин и его коллеги хотят повысить точность калибровки, выйдя за пределы атмосферы, чтобы измерять отражённые солнечные волны таким образом, чтобы обеспечить стабильный и универсальный источник калибровки.
В недавней миссии NASA под названием Airborne Lunar Spectral Irradiance для улучшения измерений лунной освещённости с самолётов использовались датчики, установленные на высотных летательных аппаратах.
В научном сообществе и в коммерческой космической индустрии до сих пор не существует международно принятого стандарта (с привязкой к системе СИ) калибровки лунной отражательной способности из космоса.
«Специальные радиометрические измерения характеристик Луны никогда не проводились с космической платформы», — сказал Томас Стоун, соисследователь Arcstone и учёный в Геологической службе США (USGS). «Высокоточная система лунной калибровки, привязанная к системе СИ, обеспечивает несколько важных возможностей для космических миссий по наблюдению за Землёй, таких как калибровка наборов данных по общему эталону — Луне, калибровка датчиков на орбите и возможность устранения пробелов в прошлых наборах данных».
Если первоначальная демонстрация технологии Arcstone будет успешной, более длительная миссия Arcstone может позволить учёным сделать Луну предпочтительным эталонным стандартом для многих других спутников. Новый калибровочный стандарт также может быть применён ретроспективно к предыдущим записям данных о Земле для повышения их точности или заполнения пробелов в полях данных. Это также может улучшить характеристики высокоточных датчиков на орбите, что имеет решающее значение для калибровки приборов, которые могут быть чувствительны к деградации или поломке оборудования с течением времени в космосе.
«Наблюдения за Землёй из космоса играют решающую роль в мониторинге состояния окружающей среды нашей планеты», — сказал Стоун. «Лунная калибровка — это надёжный и экономически эффективный способ достижения высокой точности и согласованности наборов данных наблюдений за Землёй, что позволяет более точно оценивать текущее состояние Земли и более надёжно прогнозировать будущие тенденции».
Для получения дополнительной информации о миссии NASA Arcstone посетите [https://science.larc.nasa.gov/arcstone/about/](https://science.larc.nasa.gov/arcstone/about/).
Предоставлено [NASA](https://phys.org/partners/nasa/).