Концепция этого художника изображает один из двух кубсатов PREFIRE на орбите вокруг Земли. Миссия НАСА будет измерять количество дальнего инфракрасного излучения, которое полярные регионы планеты излучают в космос, — информация, которая является ключом к пониманию энергетического баланса Земли. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Двойные климатические спутники размером с коробку из-под обуви вскоре будут изучать два самых отдаленных региона на Земле: Арктику и Антарктику. Миссия НАСА будет измерять количество тепла, которое планета излучает в космос из этих полярных регионов — информация, которая является ключом к пониманию баланса энергии, поступающей на Землю и исходящей из нее, и того, как это влияет на климат планеты.
Данные полярной лучистой энергии в рамках миссии Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) помогут улучшить наше понимание парникового эффекта на полюсах, в частности, способности водяного пара, облаков и других элементов земной атмосферы удерживать тепло и удержать его от излучения в космос. Исследователи будут использовать эту информацию для обновления моделей климата и льда, что приведет к более точным прогнозам того, как уровень моря, погода, а также снежный и ледяной покров могут измениться в условиях потепления в мире.
Каждый из кубических спутников PREFIRE, или CubeSat, будет использовать тепловой инфракрасный спектрометр для измерения тепла в форме энергии дальнего инфракрасного диапазона, излучаемого в космос поверхностью и атмосферой Земли.
Вот пять вещей, которые нужно знать об этой маленькой, но важной миссии:
1. PREFIRE CubeSats предоставит новую информацию о том, как атмосфера и лед Земли влияют на количество тепла, излучаемого в космос из Арктики и Антарктики.
CubeSat будет собирать данные над полюсами с помощью датчиков, которые чувствительны к инфракрасным длинам волн в 10 раз больше, чем любой аналогичный инструмент. Информация, собранная миссией, поможет нам лучше понять, когда и где полюса излучают тепло в космос, а также почему с 1970-х годов Арктика нагревалась более чем в 2,5 раза быстрее, чем остальная часть планеты.
2. Эта миссия будет сосредоточена на дальней инфракрасной части тепла, излучаемого Землей в космос.
Сразу за видимой частью электромагнитного спектра находится инфракрасный спектр — спектр более длинноволнового света, который можно воспринимать как тепло. По сути, все тепловые выбросы Земли происходят в инфракрасном диапазоне длин волн от 4 до 100 микрометров. В холодных полярных регионах планеты 60% теплового излучения происходит в дальней инфракрасной области волн (более 15 микрометров). У исследователей относительно мало данных о том, какие части Арктики и Антарктики излучают это тепло. PREFIRE поможет восполнить этот недостаток знаний, дав ученым лучшее представление о том, насколько эффективно тепло в дальнем инфракрасном диапазоне излучается такими вещами, как снег и морской лед, и как облака влияют на количество дальнего инфракрасного излучения, которое уходит в космос.
3. Данные PREFIRE помогут улучшить модели полярного и глобального климата.
Заполняя пробелы в наших знаниях об энергетическом балансе Земли, PREFIRE улучшит наше понимание того, что является причиной исчезновения полярных льдов на суше и на море, а также связанных с этим вопросов повышения уровня моря. Это поможет исследователям лучше предсказывать, как изменится теплообмен между Землей и космосом в будущем и как эти изменения повлияют на такие вещи, как таяние ледникового покрова, температуру атмосферы и глобальную погоду. Данные PREFIRE будут доступны общественности через Центр атмосферных научных данных НАСА.
4. PREFIRE CubeSats предназначены для ответа на важные вопросы с использованием платформы, которая дешевле, чем полноразмерный спутник.
PREFIRE CubeSats использует достижения в области спектрометрии для измерения процессов, связанных с таянием и образованием льда, таянием и накоплением снега, а также изменениями облачного покрова. Один спутник, который посещает один и тот же регион Земли каждые несколько дней, может отслеживать сезонные изменения, которые исследователи могут использовать для улучшения моделей климата. Но отслеживание взаимодействий между поверхностью Земли и атмосферой, таких как количество облачного покрова, временно влияющее на температуру области под ним, требует более частых измерений. Два спутника на асинхронных околополярных орбитах, проходящих над определенной точкой Земли в разное время и смотрящих на одну и ту же область с разницей в несколько часов, могли бы уловить некоторые из этих явлений с более коротким временным масштабом.
5. Миссия PREFIRE помогает обучать следующее поколение спутниковых ученых-климатологов.
НАСА разработало PREFIRE совместно с Университетом Висконсин-Мэдисон, в том числе с членами команды из университетов Мичигана и Колорадо. В миссии участвует разнообразная группа студентов и аспирантов, которые составляют значительную часть научной группы.
