Cпециализированный спутник Sentinel необходим на полярной орбите

Европейские ученые обеспокоены тем, что могут вскоре потерять важный инструмент наблюдения за ледяными полями Земли.

Радиолокационный космический аппарат Cryosat-2 вывел на качественно новый уровень исследования Арктики, Антарктиды и Гренландии, но сейчас работает сверх расчетного срока службы.

Группа из 179 исследователей обеспокоена тем, что стареющий аппарат может отказать на орбите в любой момент.

Они призывают Европейскую комиссию и Европейское космическое агентство задуматься о его замене.

«Миссия имеет центральное значение для международных усилий по наблюдению за состоянием криосферы», — говорится в письме специалистов высшему руководству Европейской комиссии и Европейского космического агентства.

Cryosat-2 был запущен в 2010 году в рамках изначально планировавшегося однократного мероприятия по наблюдению за морским и материковым льдом с получением снимков любых приростов и потерь в течение 3,5 лет.

Но работа картографического прибора космического аппарата (комбинированного радиолокатора с синтезированной апертурой и интерферометрического радиолокационного высотомера (Siral)) превзошла все ожидания и позволила получить по-настоящему важные наборы данных.

Cryosat-2

Спутник позволил осуществить первый полноценный анализ толщины и объема арктического морского льда, а также обеспечил самые точные измерения объема и массы большого ледяного покрова Антарктиды и Гренландии.

Это возможность, от которой не хотят отказываться ученые.

«В последние годы благодаря спутнику Cryosat-2 Европейского космического агентства нам удалось значительно улучшить свое понимание того, как полярный ледяной покров, в частности западно-антарктический ледяной щит (ЗАЛЩ), меняется и участвует в наблюдающемся в настоящее время повышении уровня мирового океана», — рассказывает подписавший письмо профессор Дэвид Вон, руководитель научно-исследовательского отдела Британской службы антарктических исследований.

«Многие из последних усовершенствований моделей, которые мы используем для предсказания будущего ЗАЛЩ, были внесены из-за необходимости в точной имитации наблюдений спутника Cryosat. Поэтому, если мы хотим как можно быстрее повысить качество будущих прогнозов повышения уровня моря, нам будет важно отслеживать изменения размеров ледяных покровов», — заявил он в интервью каналу BBC News.

Cryosat-2

А как долго сможет Cryosat-2 проработать — никто не знает. Запасов топлива у аппарата хватит, чтобы работать до начала 2020-х годов, однако возможность отказа компонентов в суровых условиях орбиты, на которой он находится (720 км над поверхностью Земли), вызывает постоянную тревогу.

Но если на смену аппарату придет Cryosat-3, то он не будет полностью продуктом Европейского космического агентства. Задача агентства заключается в том, чтобы разрабатывать новые технологии; сфера его полномочий не распространяется на финансирование действующих, повторяющихся миссий.

Это означает, что следующий аппарат будет лучше подходить серии спутников Sentinels, запускающихся в настоящее время в рамках программы «Коперник» Европейской комиссией на деньги государств — членов ЕС. Европейское космическое агентство же участвует здесь только в качестве технического консультанта.

Одна из этих новых платформ, Sentinel-3, может работать в полярных районах: на платформе есть радиолокационный высотомер, который способен исследовать поверхность льда. Но орбита космического аппарата не достигает тех же высот, а это означает, что в данных есть «дыра» шириной 1860 км в районе самой северной и самой южной широты. Это, к примеру, не позволит аппарату исследовать основную часть арктического морского льда.

Кроме этого, радиолокационная станция Sentinel-3 не работает в так называемом интерферометрическом режиме. Эта возможность позволяет Cryosat измерять склоны и торосы на краю ледяного покрова, то есть там, где потери в Антарктиде и Гренландии являются самыми значительными.

«Программа „Коперник“ является выдающимся достижением для Европы, и Sentinel-3 будет выполнять важную работу, особенно в исследовании океанов, но нам хотелось бы, чтобы в программу „Коперник“ был включен отдельный спутник Sentinel для изучения именно полярных областей», — говорит профессор Энди Шеперд, главный научный советник миссии Cryosat.

На настоящий момент Европейская комиссия приобрела всего шесть спутников Sentinel. Достаточное количество спутников было заказано, чтобы обеспечить непрерывность наблюдения ряда показателей состояния окружающей среды Земли вплоть до 2030 года.

По словам доктора Джозефа Ашбахера, руководителя программного планирования и координации Управления земных наблюдений Европейского космического агентства, Комиссия также предложила программу «эволюции» для изучения возможности расширения изначальной группировки.

Доктор Ашбахер помогает сформулировать ответ агентства на письмо ученых.

«Мы работаем совместно с Комиссией над определением возможного расширения существующего семейства спутников Sentinel, помимо первых шести миссий, за счет Sentinel-7, 8, 9 и так далее, — рассказал он каналу BBC News. —

Со стороны Европейского космического агентства мы подготовили список возможных вариантов, одним из которых является продолжение измерений силами Cryosat. Я должен отметить, что это является исключительно точкой зрения Европейского космического агентства. Именно Комиссия отвечает за установление приоритетов.

В какой-то момент в будущем, который пока еще не установлен, они примут решение относительно этого списка, проконсультировавшись с пользователями и оценив приоритеты своей политики».

Ученые надеются на быстрый процесс с положительным исходом. Они хотят избежать перерыва в наблюдениях, который может возникнуть, если CryosSat-2 откажет, а предполагающийся ему на замену спутник еще не будет готов.

«Продолжение деятельности гарантирует последовательность в оценке влияния ледяного покрова на изменение уровня моря при помощи высотомера, — объясняет профессор Ангелика Хумберт из немецкого Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера. —

Высокотехнологичная схема обработки и оценка погрешности уже установлены. Одним словом, мы хорошо знакомы с этим средством измерения. Мы довольно многого добились, работая с теми данными, которые мы можем извлечь из передаваемых им сигналов, а максимальной пользы с максимальной эффективностью можно добиться только при условии продолжения миссии».

Спутники Sentinel являются самым амбициозным проектом наблюдения Земли в мире.

Sentinel-1 — это радарный спутник, способный исследовать поверхность Земли в любых погодных условиях.

Sentinel-2 оснащен цветной камерой для изучения преимущественно поверхностных изменений грунта.

Sentinel-3 оснащен многоволновыми детекторами, настроенными на наблюдение за поведением океана.

Sentinel-4 — высокоорбитальный спутник, оснащенный датчиками для измерения состава атмосферы.

Sentinel-5 — низкоорбитальный атмосферный спутник, оснащенный датчиками для наблюдения за качеством воздуха.

Sentinel-6 — следующая версия спутника долгосрочной программы Jason по измерению рельефа поверхности мирового океана.

Что представляет собой программа «Коперник»?

Эта программа является проектом ЕС и осуществляется при помощи Европейского космического агентства.

Она объединяет все данные наблюдений за Землей из космоса и с поверхности планеты.

Программа будет осуществляться при помощи космических аппаратов, некоторые из которых уже находятся на орбите, а другие готовятся к запуску в обозримом будущем.

Ожидается, что она окажет бесценную помощь для ученых, занимающихся изучением изменений климата.

Кроме того, она важна для реагирования на чрезвычайные ситуации: землетрясения, наводнения, пожары и т. д.

Собранные данные также помогут в разработке и проведении политики ЕС: введении рыбных квот и т. д.

Оригинал статьи /www.bbc.com/