NASA и Индийская организация космических исследований (ISRO) готовятся к запуску уникального спутника NISAR стоимостью 1,5 млрд долларов. Это первый в своем роде аппарат, способный фиксировать изменения земной поверхности с точностью до сантиметра практически в реальном времени, независимо от времени суток и погодных условий.
Новый спутник сможет измерить динамику формы Земли с точностью до сантиметра
NASA и Индийская организация космических исследований (ISRO) объединили усилия для запуска уникального спутника NISAR. Аппарат стоимостью 1,5 млрд долларов способен фиксировать мельчайшие изменения поверхности Земли с точностью до сантиметра, открывая новые возможности для науки, сельского хозяйства и слежения за природными катастрофами.
Изображение спутника NISAR на орбите над Землей. NASA/JPL-Caltech
Сначала человечество представляло Землю шаром, затем уточнило форму до эллипсоида, учитывая сплюснутость на полюсах. Потом ученые ввели понятие геоида — сложной формы, отражающей неоднородности гравитационного поля. Сегодня мы понимаем, что Земля постоянно меняет форму под влиянием тектоники, приливов, климатических процессов, природных катастроф и деятельности человека. Теперь задача — наблюдать эти изменения в реальном времени, чтобы лучше понять динамику нашей планеты.
Запуск планируется с космодрома Сатиш Дхаван в Индии. Спутник весит почти три тонны и оснащен радарной антенной длиной 12 метров, что позволит отслеживать не только рельеф, но и движение воды. Эти данные будут крайне ценны для фермеров, климатологов и служб реагирования на стихийные бедствия.
Радиолокация всей Земли
Данные NISAR будут использоваться для создания изображений, подобных этому снимку 2013 года, на котором изображен район амазонских джунглей в Перу, подверженный наводнениям, на основе данных со спутника
В отличие от большинства спутников дистанционного зондирования Земли, которые зависят от солнечного света и не могут работать ночью или при облачности, NISAR использует технологию синтетической апертурной радиолокации (SAR). Она позволяет получать изображения земной поверхности круглосуточно сквозь облака, дым или пепел. Это особенно важно при чрезвычайных ситуациях — наводнениях, лесных пожарах, извержениях вулканов, когда оперативная информация критична для спасения жизней и минимизации ущерба.
SAR-технология, изначально созданная для военных нужд, работает по принципу активного зондирования: спутник сам излучает радиосигнал, который отражается от поверхности и возвращается обратно. Это можно сравнить со вспышкой фотоаппарата в темной комнате.
Кроме того, радарные сигналы способны проникать сквозь густую растительность, что позволяет не только видеть структуру лесов в 3D, но и точно измерять объемы биомассы и углерода в них.
Европейское космическое агентство уже применяет такие методы в своей миссии Biomass, а NISAR станет первым спутником, который будет использовать два дополняющих друг друга диапазона радарных частот, обеспечивая более высокое разрешение и глубокое проникновение в растительность по сравнению с существующими аппаратами, например, Sentinel-1.
Открытые данные
Данные NISAR будут в открытом доступе для всего мира. Спутник сможет обновлять изображения почти всей суши и ледников Земли дважды за 12 дней. Помимо мониторинга лесов и водно-болотных угодий, аппарат будет отслеживать даже малейшие изменения высоты поверхности — до нескольких миллиметров. Это позволит, например, контролировать оседание дамб, уровень грунтовых вод, а также фиксировать смещения почвы при землетрясениях, оползнях и извержениях вулканов. Такие карты помогут оперативно оценивать масштаб разрушений и планировать действия спасателей.
В сельском хозяйстве NISAR откроет новые возможности: спутник сможет с высокой точностью определять уровень влажности почвы в любых погодных условиях, что позволит эффективнее управлять орошением, повышать урожайность и экономить воду. Кроме того, миссия поможет отслеживать движение ледников, эрозию побережий и даже разливы нефти. По мнению экспертов, запуск NISAR принесет науке и обществу множество практических выгод, а его данные станут незаменимым инструментом для понимания и защиты нашей планеты.