Новая эра глобального мониторинга окружающей среды
Миссия NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar (NISAR) успешно развернула гигантский 10-метровый рефлектор радиолокационной антенны на орбите. Как сообщила Лаборатория реактивного движения NASA, этот ключевой этап знаменует полное раскрытие центрального инструмента на борту совместного американо-индийского спутника, закладывая основу для новой эры глобального мониторинга окружающей среды.
Раскрытие похожей на зонтик антенны — теперь крупнейшего рефлектора, когда-либо использовавшегося в миссии NASA по изучению Земли — открывает путь для получения радарных снимков поверхности Земли с высоким разрешением, которые будут способствовать повышению устойчивости глобальной инфраструктуры, стабильности сельского хозяйства и готовности к стихийным бедствиям.
Революционный скачок в науках о Земле
Развёртывание рефлектора радара — это больше, чем технический подвиг; оно представляет собой смелое расширение возможностей изучения Земли из космоса. Находясь на высоте около 736 километров над планетой, NISAR использует двухчастотный радар с синтезированной апертурой L- и S-диапазона для наблюдения за поверхностью Земли с беспрецедентной детализацией. Эти радарные системы проникают сквозь облачный покров и работают как днём, так и ночью, обеспечивая постоянный поток данных независимо от погодных условий или освещённости.
Карен Сен-Жермен, директор Отдела наук о Земле в штаб-квартире NASA в Вашингтоне, подчеркнула преобразующий характер этого достижения:
«Успешное развёртывание рефлектора NISAR знаменует собой важную веху в возможностях спутника. От инновационных технологий до исследований и моделирования, а также доведения научных данных для помощи в принятии решений — данные, которые NISAR готов собрать, окажут серьёзное влияние на то, как глобальные сообщества и заинтересованные стороны совершенствуют инфраструктуру, готовятся к стихийным бедствиям и восстанавливаются после них, а также поддерживают продовольственную безопасность».
Инженерное искусство: колоссальное устройство на орбите
Антенный рефлектор, разработанный в течение нескольких лет, является чудом международного сотрудничества. Он был построен компанией Astro Aerospace, входящей в Northrop Grumman, и прошёл тщательное тестирование перед запуском. Его успешное развёртывание стало значительным достижением для Лаборатории реактивного движения (JPL) и ISRO, которые совместно управляют миссией NISAR.
Фил Барела, менеджер проекта NISAR в JPL, подчеркнул значение рефлектора для миссии:
«Это крупнейший антенный рефлектор, когда-либо использовавшийся в миссии NASA, и мы, конечно, очень хотели, чтобы развёртывание прошло хорошо. Это критически важная часть миссии NISAR по изучению Земли, и на её разработку, разработку и тестирование ушли годы. Теперь, когда мы запустили, мы сосредоточены на его точной настройке, чтобы начать предоставлять преобразующие научные данные к концу осени этого года».
Успех антенного рефлектора был далеко не гарантирован. Инженеры разработали его так, чтобы он выдерживал суровые условия запуска и вакуум космоса. Он также должен сохранять структурную стабильность при вращении со скоростью около 4,5 оборотов в минуту для картографирования поверхности Земли. Это требует тщательного проектирования и калибровки.
Синтетическая апертура радара: увидеть невидимое
В основе возможностей NISAR лежит радар с синтезированной апертурой (SAR) — мощная система визуализации, которая позволяет проводить точные наблюдения за Землёй в масштабе. SAR использует движение спутника для имитации гораздо большей антенны, чем это было бы возможно физически.
Как объясняет Пол Розен, учёный проекта NISAR в JPL:
«В принципе, радар с синтезированной апертурой работает как линза камеры, которая фокусирует свет для получения резкого изображения. Размер линзы, называемый апертурой, определяет резкость изображения. Без SAR космические радары могли бы генерировать данные, но разрешение было бы слишком грубым, чтобы быть полезным. С помощью SAR NISAR сможет генерировать снимки с высоким разрешением. Используя специальные интерферометрические методы, которые сравнивают изображения с течением времени, NISAR позволяет исследователям и пользователям данных создавать трёхмерные «фильмы» изменений, происходящих на поверхности Земли».
Эти «трёхмерные фильмы» не просто впечатляют визуально — они обладают научной мощью. Они позволяют исследователям отслеживать оседание городов, обнаруживать ранние признаки стихийных бедствий, таких как оползни или вулканическая активность, и оценивать долгосрочное воздействие изменения климата на ледники и леса. Эта способность отслеживать тонкие изменения поверхности с течением времени является одним из наиболее ценных вкладов NISAR.
Данные, которые определяют решения
NISAR предназначен не только для учёных, но и для лиц, принимающих решения, планировщиков и гуманитарных организаций. Данные, которые он предоставляет, будут поддерживать адаптацию к изменению климата, реагирование на чрезвычайные ситуации и экологическую политику по всему миру. Например, измеряя циклы роста сельскохозяйственных культур и изменения в землепользовании, NISAR может помочь улучшить планирование продовольственной безопасности. Обнаруживая деформации на поверхности суши, он может предупреждать о надвигающихся геологических угрозах.
Политика открытых данных означает, что все результаты будут доступны бесплатно, что будет стимулировать инновации и сотрудничество во всём мире. Спутник будет сканировать Землю каждые 12 дней, что позволит обнаруживать медленно происходящие изменения, которые в противном случае были бы невидимы, но имели бы долгосрочные последствия.