Környezet

A Föld életjeleinek vizsgálata - 1. rész

Egy új NASA szatellit – az Föld Megfigyelő Rendszer egyik tagja – ötféle művészi pontosságú érzékelővel figyeli és elemzi a bolygó egészségi állapotát

A 705 km magasan keringő, Terra névre hallgató szatellit egy mindent átölelő egészségügyi vizsgálatot végez világunkon. A felhőktől kezdve a növényzeten, jégen és hőmérsékleten keresztül a fényviszonyokig minden befolyással van az éghajlatra, így ezekről gyűjt össze a Terra minden információt minden nap, a teljes bolygót körülkeringve. Amint a buszméretű szerkezet kering a magasban, érzékeny műszerei a föld életjeleit tapogatják le minden régió fölé érve.

Klímánk jellegzetességeinek adatait a Terra műhold minden nap összegyűjti a bolygó körül keringve. Korábbi műholdak által mért életjelek alapján összeállított mesterséges kép mutatja a vegetáció elterjedtségét (zöld foltok a kontinenseken), erdőtüzeket (vörös foltok), óceáni hőmérsékletet (vizek feletti színek) és felhőzetet. A Csendes óceán meleg vízhőmérséklete (vörös) Dél-Amerika nyugati partjainál az El Nino kialakulásának biztos jele.

Képzeljük el, hogy milyen hatással lehet, például, az a több száz tűz, amit azért gyújtanak, hogy földterületeket tegyenek földművelésre alkalmassá. Ez a szokás megnégyszereződött az utolsó évszázadban. Ma az emberiség átlag 142.000 km2 őserdőt éget el. A Terra érzékelői képesek megfigyelni a tüzeket és mérni intenzitásukat, míg más érzékelői észlelik a kiégett nyomokat és a füstrészecskék mozgását a légkörben. Egyik érzékelője akár 15m felbontással képes megfigyelni a felszínt, ami lehetővé teszi, hogy akár még parázsló földeket is figyelemmel kísérjen, nehogy a tűz újra fellobbanjon.

A Terra a Föld Megfigyelő Rendszer (FMR), a Nemzeti Repüléstechnika és Űr Kabinet műholdas programjának fontos része, ami közelebb viszi majd a szakértőket, hogy a föld éghajlatában beálló változásokat jobban megjósolhassák – egy rendkívül nehéz feladat, hogy az ember által előidézett időjárási változásokat megkülönböztethessék a természetes éghajlati hatásoktól. Olyan természetes földtani jelenségek, mint vulkánkitörések vagy óceáni áramlatokban bekövetkező változások már földünk 4.5 milliárd éves történelme eleje óta változtatgatják a bolygó felszínét és éghajlatát. Mára tudományos tanulmányok bebizonyították, hogy az ember ezeket a lassú változásokat soha nem látott mértékben felgyorsította.

Rengeteg adat és mérést kell a föld teljes felszínéről összegyűjteni ahhoz, hogy megbízható szimulációkkal meg lehessen jósolni az általunk előidézett klímaváltozásokat. Emiatt mi és FMR-beli kollégáink meghatároztunk 24 faktort, amelyek fő szerepet játszanak a klíma alakulásában. Ezek a kategóriák tartalmazzák a nap és más sugárzások változásait, üvegházhatást elősegítő gázok koncentrációja, hó és jégtakaró vastagsága, felhőzet, növényzet és más felszíni tulajdonságok. A Terra küldetése, hogy ebből a 24 faktorból 16-ot megfigyeljen.

1988-ban a NASA Föld Rendszeri Tudományok Bizottsága kiadott egy tanulmányt, amelyben szorgalmazta egy hosszú-távú stratégia kialakítását, amelyben a föld életjeleit figyelné meg. A bizottság megállapította, hogy az egyetlen kielégítő ilyen hosszú-távú megfigyelő rendszer csakis egy műholdra szerelt érzékelőkből álló hálózat lehet, amelyek az űrből mindent „láthatnának”. Ezek után indította be a NASA 1991-ben a Föld Megfigyelő Rendszert, aminek megtervezését és 2001 októberéig tervezett véghezvitelét az Amerikai Kongresszus 7,4 milliárd dollárral segített. Csapatunk 1,3 milliárd dollárt fektetett a Terra megépítésébe és fellövésébe, ami jelenleg az FMR flottájának legújabb műholdja.

A távérzékelők legújabb generációja

Terra 1999. december 18-án szelte át a légkört, és a szakértők a NASA Goddard Űrrepülés Központjából irányítják röppályáját és érzékelőit. A Terrán elhelyezett érzékelők nem aktívan pásztázzák a felszínt lézer és röntgensugarak segítségével, hanem inkább mint egy digitális kamera, passzívan „nézelődnek”.
   Kisebb – nap és infra – energianyalábok áttörik a föld légkörét, amelyeket a szenzorok felfognak. Az energianyalábokat a különleges érzékelők osztályozzák, amelyek különböző hosszúságú elektromagnetikus energiahullámokra vannak tervezve. Csakúgy, mint ahogy mi egyszerűen át tudjuk csavarni rádiónkat egy másik csatornára, ugyanúgy a Terra spektroradiométerei is képesek megmutatni a kutatóknak a beérkező különböző hullámú energianyalábokat. Ha a hullámok a vörös, zöld és kék tartományba tartoznak, az emberi szem által értelmezhető színes képet lehet belőlük összeállítani. Ha a mért hullámok már az általunk láthatatlan – infravörös és ultraibolya – tartományba esnek, a tudósok egy látható színt rendelnek hozzájuk, hogy az így keletkezett „hamis” színképet tudják elemezni.

Az FMR küldetéseit a műholdakon kívül még két alapegységre építi: egy számítógépes rendszerre, ami az adatokat tárolja és emberekre, akik elemzik azokat. Jelenleg a projektben már 850 tudós vesz részt mind állami intézményekben és a világ számos tudományos intézetében. A műhold egy rettenetesen nagy számadat sort küld a földre – hetente több tíztrilliónyi byte adatot – amit fel kell dolgozni előbb, hogy értelmezhető legyen. Egy szuper komputer rendszer, az FMR Adat és Információs Rendszer rágja át magát ezen az adatáradaton. Ezek négy amerikai központba futnak be, amelyek archiválják a Terra méréseit és a munkafolyamatokat szétosztják a civil és tudós szakembereknek.

Ez a szabad információáramlás teljesen különbözik a korábbi műholdas programoknál használt eljárásoktól, amelyeknél csupán a legmagasabb kutató intézmények juthattak csak hozzá az adatokhoz. A Landsat műholdak – az elsőt 1972-ben lőtték fel – egyetlen felvétele több száz vagy akár több ezer dollárba kerülhetnek, míg a Terra akármelyik mérési eredménye hozzáférhető bárki számára, akinek elég nagy gépe van ahhoz, hogy ennyi információt képes legyen értelmezni. A gazdaság több területe lesz képes felhasználni a Terra méréseit. Műholdas térképek készülhetnek, melyek mutatják az óceán nagyobb termékenységét jelölő területeket, amelyek alapján a halászok megtalálhatják a legoptimálisabb halászterületeket. Ugyanígy, megművelt földterületekről készített információk segíthetnek a gazdáknak, hogy megállapítsák, mely területek gazdasági kihasználtsága nem ideális, továbbá megmondhatja, hogy mely földterületek mikor és milyen mennyiségben igényelnek öntözést és trágyázást.

Több szem figyel az égből

A Terrán kívül még három másik FMR műhold is kering felettünk és méri a klíma olyan egyéb jellegzetességeit, mint a légkört érő napsugárzás mennyisége vagy az óceánok feletti légmozgások. Ha ezek a szerkezetek megérik az előre megjósolt élettartamukat, és a Kongresszus továbbra is támogatja az FMR-t, még 15 további műhold fogja követni elődeit, amelyek segítségével egy 15 évet felölelő globális adatbázist tudnak majd létrehozni. Hogy teljesen biztonságos éghajlatváltozási előrejelzéseket tudjunk adni, több évtizednyi ilyen adatra lesz szükség.

A Terra és testvérei által befolyó információáram segítségével lehetőség nyílik majd arra, hogy az éghajlatokban bekövetkező miriádnyi változás okait megfejthessük. Ha adatok állnak a rendelkezésünkre, hogy milyen összefüggésben van az egyik helyen kipusztított erdő a másik helyen történő nagyobb felhősödéssel, meg lehet állapítani, hogy a fák kiirtása milyen hatással van a környező vízciklussal. Több érzékelőből befolyó azonos terület mérései segítségével ellenőrizni lehet, hogy mindegyik gép ugyanazt érzékelte-e, és hogy az adatokat helyes színkalibrálással fordították-e le. A tudósok a műholdas adatokat más forrásokból származó mérésekkel is össze fogják vetni, s így a repülőkön, hajókon vagy óceáni mérőbójákon elhelyezett mérőeszközök adatait is tudják ezzel ellenőrizni.

Az éghajlat változásait diagnosztizálni több száz gépórát vesz igénybe. Az első négydimenziós kép a bolygónkról valószínűleg a következő télre lesz kész, és még akár évekbe is telhet, amíg a tudósok be tudják fejezni az első mindent átfogó statisztikai értékelésüket. A föld éghajlatrendszere egy kivételesen bonyolult hálózat, amelyben minden hat minden másra. Amiről e cikkben írtunk, az csupán egy szeletkéje mindannak, amit a Terra projektje el tud végezni. Bizonyos, hogy méréseinek egy része teljesen meg fogja változtatni földünk működéséről alkotott véleményünket, és további terveknek vagy találmányoknak fog alapot szolgáltatni.

Ki olvas minket?

Oldalainkat 18 vendég és 0 tag böngészi

stat