A Föld életjeleinek vizsgálata - 2. rész
Mért életjelek:
Jellegzetességek: Terra érzékelő közül a legerősebb felbontású, egyedül az ASTER-t lehet kijelölt célpontra irányítani.
Érzékelők: Három különböző teleszkópos alrendszer figyeli a látható skálába eső, a infravörös közeli, rövidhullámú infravörös és thermális infravörös energiahullámokat.
Szponzor: Japán Nemzetközi Kereskedelmi és Ipari Minisztérium.
Felbontás: 90-15 méteres részletekig.
A föld felszínéről energia és hőmérséklet szabadul fel, amit az ASTER kivételesen nagy részletességgel képes érzékelni. Ezek az adatok alapvetők a bolygó energiatartalékainak megfigyeléséhez, és később ezek segítségével lehet majd megkülönböztetni a felszínen lévő kőzeteket, növényzetet és talajtípusokat. A mezőgazdaságban a gazdák fel tudják ezeket a részletes felvételeket használni, hogy az általa bemutatott talajközeli hőmérsékletváltozások, felszíni jellegzetességek és talajminőség figyelembe vételével tudják megtervezni gazdaságukat.
Az ASTER folyamatosan figyeli a felszíni tulajdonságokban végbemenő változásokat – olyanokat, mint csökkenő jégtakaró, terjeszkedő sivatagosodás, ritkuló erdők, áradások és tűzvészek – amelyek segítik a kutatókat, hogy különbséget tudjanak tenni a természeti jelenségek és az ember által előidézett változások között. Mivel az ASTER teleszkópjai tetszőlegesen forgathatók akár kitörő vulkánok kürtője vagy egyéb más egedi jelenségek felé, részletes sztereoszkópikus felvételeket is képes közvetíteni a földre, amely felvételek kiegészíthetik a bolygó felszínéről készülő digitális topografikus térképet. Ezek a képek túlszárnyalják majd az összes Landsat által 1972 óta készített felvételt.
Ezen a Halálvölgyről (Kalifornia) készített 60 km széles sávot átölelő szimulált ASTER felvételen a növényzet és a kőzet nem a valódi szinében pompázik. Az egyik érzékelő a thermális infravörös sugarakat figyeli (balra), ami a felszíni kőzeteknek különböző színeket kölcsönöz: a kvarcban gazdag kőzetek vörös színt kapnak, a sólerakódások világos zöldek, stb. A rövidebb hullámhosszú infravörös sugarak és a látható színtartomány ugyanezen a trületen mérve (felül) a növényzetet zöld színűnek, a vizet kéknek és a vasban gazdag vulkanikus kőzetet narancsos foltoknak mutatja.
Mért életjelek:
Jellegzetességek: Az első műholdas mérőműszer, ami az atmoszférán belüli sugárzásváltozásokat méri.
Érzékelők: Két szélessávú letapogató radiometer.
Szponzor: NASA Langley Kutató Központ
Felbontás: 20 km
Hogy a föld globális hőmérsékletváltozását meg lehessen határozni és jósolni, részletes adatok kellenek, hogy mennyi sugárzás, meleg és napsugárzás formájában, éri és hagyja el a légkört. Mégis, eddig a tudósok a légkörbe lépő szoláris sugárzás 8%-át nem tudták nyomon követni. A hiányzó energia egyik magyarázata az lehet, hogy a felhőzet és az aerosolok – apró füst és por részecskék – magukba szívnak energiát, amit utánna az alsó légköri rétegekben kieresztenek magukból, ahova az eddigi műholdak soha nem „néztek le”. Hogy jobban megvizsgálhassák a felhők a föld energiarendszerében játszott szerepét, a CERES (a MODIS-sal összekötve) a korábbi érzékelőknél kétszer nagyobb pontossággal fogja az energiák áramlását vizsgálni mind a felsőbb légrétegekben, mind talajközelben. A CERES szerkezetei a NASA Föld Sugárzás Tartalékok Kísérlet projektjére a80-as években kifejlesztett műholdas érzékelők továbbfejlesztett változatai.
A CERES érzékelői rögzítették az eddigi legnagyobb mért űrbe történő sugárzásleadást a Csendes óceán felett 1998 februárjában. A melegebb vizek, egy El Nino kialakulásának csúcsán, megnövelték a cumulonimus felhők mennyiségét, amelyek így az óceánból és alsó légrétegből felszálló hő nagyobb részét fogták fel (vörös)
Mért életjelek:
Jellegzetességek: Az első műholdas mérőműszer, ami méri és képes visszavezetni a szennyeződéseket a forrásukig.
Érzékelők: Letapogató radiometer ami gáz korrelációs spektroszkópiát használ.
Szponzor: Kanadai Űrintézet
Felbontás: 22 km
Két gáztípus nem kerülheti el a MOPITT érzékelőit, amelyek az alsó légrétegekben mérik a levegő szénmonoxid és metán tartalmát és ezek eloszlását. A metán – üvegházhatást előidéző gáz, amelynek hővisszatartó képessége mintegy 30-szorosa a széndioxidénak – a mocsarakból, állatcsordákból és a tenger mélyén lévő jeges rétegekből kerül, eddig még nem tisztázott arányokban és mennyiségben, a levegőbe. Jelenleg az alsó légréteg metán tartalma évi 1%-kal növekszik. A szénmonoxid, amely gyárak kéményeiből, autók kipufogócsövéből és erdőtüzekből kerül a levegőbe, akadályozza a légkört, hogy megszabaduljon mindenféle káros gázoktól és kémiai anyagoktól. A MOPITT az első műholdas szenzor, ami gáz korrelációs spektroszkópiát használ, aminek következtében meg tudja ezt a két anyagot különböztetni a légkör más alkotóelemeitől, például a széndioxidtól vagy vízpárától. Amint a kiengedett hő és visszavert napenergia beérkezik az érzékelőbe, kis tárolókon megy keresztül, amikben szénmonoxid és metán található, aminek eredményeképpen a szerkezet a reakcióból ki tudja számolni, hogy mennyi káros anyag van az atmoszférában.
Szénmonoxid sűrűsödést mutat Dél-Amerika felett ez a számítógépes szimuláció. A gáz magas koncentrációja (vörös és sárga foltok) a felgyújtott őserdőkből ered, és az egyenlítő felett gyakori keleti szél a Csendes óceán fölé szállítja.
Mért életjelek:
Egyszerre kilenc nézőpont teszi lehetővé, hogy a MISR sztereoszkopikusan mérhesse a felhőzet, aerosolok és a sugárzás közötti összefüggéseket
Jellegzetességek: Sztereoszkopikus felvételeket készít a felhőzetről és füstgomolyokról.
Érzékelők: Kilenc CCD kamera
Szponzor: Jet Propulsion Laboratórium
Felbontás: 1.1 km-től 275 méterig.
Eddig még nem volt a MISR-hez hasonló műhold az égben. Kilenc különböző irányba állított kameráin keresztül a föld napsütötte oldalát fürkészi és a visszavert napsugarakról készít négyszínű (kék, zöld, vörös és közel.infravörös) felvételeket. A különböző zögekben álló kamerákba beérkező információ közötti különbségek alapján meg képes különböztetni a különböző típusú felhőket, aerosolokat és felszíni formációkat. A kutatók a MISR kameráinak felvételeit, ha a sztereoszkopikus technika segítségével összeállítják, egy három dimenziós modellt kaphtnak, ami alapján az aerosolok és füstfelhők keletkezési helyét is meg tudják határozni. A MISR minden kilenc napban képes az egyenlítő felett egy teljes kört megtenni, és segítségével a kutatók remélik, hogy jobban megérthetik a felhők és aerosolok a bolygó energiaháztartásának változásaiban játszott szerepét.
Mért életjelek:
Jellegzetességek: A Terra egyetlen érzékelője, ami két-három naponta a föld teljes területét átnézi.
Érzékelők: Négy érzékelő-hálózat, amelyek vizsgálják a látható fénytartományt és az infravörös tartomány rövidhullámú, középhullámú és thermal részeiben lévő sugárzásokat.
Szponzor: NASA Goddard Space Flight Center.
Felbontás: 1 km-től 250 méterig.
Miután a földfelszínt 36 külön spektrális sávként érzékeli, a MODIS képes a Terra érzékelőiből a legtöbb életjelet egyszerre megfigyelni. Például, az érzékelők képesek naponta mérni, hogy a föld hány százalékát borítja felhőtakaró. Ez a széles sávokra bontott adathalmaz, a MISR és CERES szenzoraival összeállva kiadja a felhőzet szerepét a bolygó energiaháztartásában – ami fontos terület, mivel jelenleg a készülő globális klíma modellben a felhők jelenleg a legismeretlenebb szereplők. A z érzékelőben megtalálható egy egyedülálló csatorna (1.375 mikronra állítva), amely képes érzékelni a cirrus felhőzetet, amely jelenlegi tudásunk szerint sokban segíti a gobális felmelegedést azzal, hogy a felszínről felszálló hőt magában tartja. A MODIS továbbá azt is figyelni fogja, hogy a különböző gázok és aerosolok hogyan keverednek a felhőkkel és változtatják meg azok hőelnyelő és visszaverő tulajdonságait.
Bár a MODIS főleg a felhőzetet figyeli majd, segít abban is, hogy a felszíni változásokat követhessék a kutatók. Az érzékelők mérik, hogy mennyi havat és jeget hoztak a téli viharok és fagy, továbbá figyeli a ”zöldhullámot”, azaz a tavaszi kizölldellést, amint terjed a kontinenseken. Látja, hogy mikor, hol és milyen természeti katasztrófa súlyt le – olyanok, mint vulkánkitörés, árvizek, viharok, szárazságok és tüzek – továbbá segíthet az embereknek elhárítani a veszélyeket. A MODIS érzékelői kivételesen érzékenyek a tüzekre, meg tudják különböztetni a lángoló tüzet a parázstól, hogy pontosabb eredményeket adhassanak a légkörbe engedett aerosol és gázmennyiségekről.
Az érzékelők ideálisak a bioszférában bekövetkező nagyobb változások megfigyelésére is, s így segíthetnek a kutatóknak jobban megérteni a globális carbon-kör alakulását. Bár jelenleg még nincs olyan műhold, ami képes lenne az atmoszféra széndioxid koncentrációját megfigyelni, a MODIS képes mérni a növények fotoszintetikus aktivitását, aminek segítségével ki lehet számolni, hogy mennyi üvegházhatást erősítő gázokat szívnak magukba. Ezek mellett, a szenzorok a tengeri élővilág tevékenységébe is belekukkantanak, mivel képesek mérni az óceánban élő klorofil fluoreszkáló sugárzását.
A mikroszkopikus tengeri növényekben található klorofil erősen visszaveri a zöld színt (a képen sárga, zöld és vörös), ami segítségével az olyan műholdak, mint például a Sea WiFS, képesek mérni előfordulásukat. A MODIS egy lépéssel előrébb van, mivel a növények fluoreszkálását méri, s így pontos képet kap életfolyamataikról és aktivitásukról.
A hótakaró, mint ezen a NASA Sea WiFS műholdja által januárban, egy hóvihar után felvett képen látható, csupán egy a sok klímánkat meghatározó faktorból, amit a MODIS műszerei mérnek.
A cikk 1. része: A Föld életjeleinek vizsgálata - 1. rész