HydroGNSS ESA jest na dobrej drodze do poszukiwania wody.
Zaledwie trzy miesiące od startu, para bliźniaczych satelitów HydroGNSS Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) potwierdza już swoje możliwości na orbicie. Dzięki sygnałom odbitym od satelitów nawigacyjnych ? zaawansowanej technice używanej do tworzenia map opóźnienia-Dopplera w poszukiwaniu wody na powierzchni Ziemi ? te kompaktowe jednostki zaczynają ukazywać naukowy potencjał, do którego zostały zaprojektowane, nawet na etapie uruchomienia.
W duchu Nowej Przestrzeni, HydroGNSS to pierwsza misja Scout ESA, powstała w programie FutureEO do Obserwacji Ziemi. Misje Scout stawiają na szybkość i innowacyjność, umożliwiając szybki i kosztowo efektywny rozwój nowych koncepcji i technologii satelitarnych.
Fundamentem HydroGNSS jest innowacyjna technika zwana reflektometrią Globalnego Systemu Nawigacyjnego (GNSS). Sygnały nawigacyjne, takie jak GPS i Galileo, stale emitują sygnały w paśmie L, które po odbiciu od Ziemi ulegają subtelnym modyfikacjom.
HydroGNSS zestawia odbite sygnały z GNSS z sygnałami bezpośrednimi, aby wydobyć cenne dane o geofizycznych parametrach powiązanych z cyklem wodnym.
Głównym elementem tego procesu są mapy opóźnienia-Dopplera, ilustrujące, jak sygnał GNSS zmienia się po odbiciu od Ziemi. Jedna os narysowuje opóźnienie powrotu sygnału, druga - częstotliwość Dopplera, zależność od ruchu.
Gdy sygnał odbija się od gładkiej, lustrzanej powierzchni ? na przykład spokojnej wody lub płytkiego lodu morskiego ? powstaje wyraźny, ostry pik. Natomiast nad wzburzonym oceanem odbicie jest słabsze i przybiera zakrzywiony kształt przypominający podkowę. Porównanie: światło słoneczne odbijające się od morza widziane z samolotu ? gładka powierzchnia daje jasny punkt, natomiast fale rozszerzają odbicie w szeroki, błyszczący obszar.
Siła i geometria tego odbicia zależą od charakterystyki powierzchni. Chropowatość ma znaczenie, a także czynniki takie jak wilgotność gleby, jej stan zamarznięcia oraz obecność roślinności.
Dzięki zrozumieniu tych wzorców naukowcy mogą korzystać z map opóźnienia-Dopplera do szacowania wilgotności gleby, ryzyka powodzi, biomasy lasów i cykli zamarzania-rozmarzania. Nad oceanami te mapy mogą także wskazywać prędkość wiatru i rozpiętość pokrywy lodowej na morzach.
HydroGNSS udoskonala to podejście, tworząc mapy na drugiej częstotliwości i w dwóch polaryzacjach, dodając kolejne warstwy informacji, które ulepszają pomiary hydrologiczne na świecie.
Dwa satelity HydroGNSS pozostają w fazie uruchomieniowej. Zespół SSTL z Wielkiej Brytanii pracuje nad doskonaleniem kalibracji, walidacją łańcuchów przetwarzania i charakterystyką zachowania satelitów na orbicie. SSTL ściśle koordynuje wyniki z partnerami naukowymi w Sapienzy i Tor Vergata w Rzymie, CSIC/IEEC w Hiszpanii, IFAC we Włoszech, FMI w Finlandii, TUW w Austrii, Narodowym Centrum Oceanografii i Uniwersytecie Nottingham w Wielkiej Brytanii.
Nawet na tym wczesnym etapie satelity dostarczają obiecujące wstępne pomiary, co świadczy, że misja idzie zgodnie z planem i z pewnością zmierza ku pełnemu etapowi operacyjnemu.
Martin Unwin, główny naukowiec HydroGNSS w SSTL, stwierdził: "Oba satelity Scout HydroGNSS tworzą mapy opóźnienia-Dopplera sygnałów GNSS odbitych."
"Powyższy obraz to wczesny przykład dwóch jednocześnie zarejestrowanych przez HydroGNSS-2 nad Środkową Afryką w ciągu pierwszych dwóch tygodni od startu."
"Lewa część obrazu przedstawia odbicie sygnałów nawigacyjnych E1 z satelity Galileo ID27, natomiast prawa - z satelity GPS ID21. Siła odbić zależy od wielu czynników powierzchni; jednym z nich jest wilgotność gleby, którą odtworzymy dzięki procesorom opracowanym przez partnerów naukowych."
"Wideo prezentuje najnowsze ścieżki HydroGNSS-2 rozwijające się nad Francją, Morzem Śródziemnym i Afryką Północną, z zaznaczonymi odcinkami w kolorze pomarańczowym i czerwonym, oznaczającymi silniejsze odbicia. Po prawej znajdują się chwilowe mapy opóźnienia-Dopplera w podwójnej polaryzacji i podwójnej częstotliwości dla każdej odbiciowej sekundy. Następnie ścieżki HydroGNSS-1 nad Tanzanią i Malawi z mapami ukazującymi rzeki i jeziora."
Pete Garner, kierownik projektu HydroGNSS w SSTL, skomentował: "Widok pierwszych zestawów danych z tej fascynującej misji to nagroda dla zespołu SSTL-ESA-partnerów naukowych, którzy ciężko pracowali, by pokonać wyzwania stojące przed tak złożonym projektem satelitarnym jak HydroGNSS. Cały zespół nie może się doczekać, co jeszcze misja ma nam do pokazania o naszej planecie."
Kierownik projektów Scout w ESA, Jean-Pascal Lejault, stwierdził: "Jesteśmy bardzo zadowoleni z tych wstępnych wyników. Po pierwsze, potwierdzają, że satelity są w dobrym stanie i funkcjonują zgodnie z założeniami. To ogromne osiągnięcie; dziękuję wszystkim, którzy się do tego przyczynili."
"Czekamy na zakończenie fazy uruchomieniowej misji i przejście do operacyjnego funkcjonowania oraz na to, co ta pierwsza misja Scout ESA rzeczywiście będzie "szukać" wody, dostarczając nowe informacje o właściwościach powiązanych z cyklem wodnym Ziemi i nie tylko."
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
