Новий супутник NISAR відстежуватиме таємні зрушення Землі

Супутник NISAR від NASA та ISRO має на меті революціонізувати наше розуміння рухів поверхні Землі за допомогою частого глобального сканування. Виявляючи дрібні рухи землі та льоду, супутник покращить прогнозування землетрусів і вивержень вулканів, а також відстежуватиме стабільність інфраструктури способами, які раніше були неможливими, заощаджуючи значний час і ресурси для боротьби зі стихійними лихами.

Спостереження за рухом Землі

Поверхня Землі постійно рухається, хоча ми цього не часто помічаємо. Вчені вже давно використовують супутники та наземні інструменти для відстеження рухів, пов’язаних із землетрусами, вулканами, зсувами та іншими геологічними подіями. Тепер новий супутник, розроблений NASA та Індійською організацією космічних досліджень (ISRO), має на меті поглибити наше розуміння цих змін — і навіть може допомогти нам краще підготуватися до природних і антропогенних катастроф і відновитися після них.

Місія NISAR (Радар із синтетичною апертурою NASA-ISRO) спостерігатиме за рухом майже всієї суші та вкритих льодом поверхонь планети двічі кожні 12 днів. Така частота збору даних дасть дослідникам більш повну картину того, як поверхня Землі змінюється з часом. «Такий вид регулярних спостережень дозволяє нам дивитися на те, як земна поверхня рухається майже по всій планеті», — пояснює Кетлін Джонс, керівник відділу застосування NISAR у Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) у Південній Каліфорнії.

Разом із додатковими вимірюваннями з інших супутників і інструментів дані NISAR забезпечать більш повну картину того, як поверхня Землі рухається горизонтально та вертикально. Ця інформація матиме вирішальне значення для кращого розуміння всього, від механізму земної кори до того, які частини світу схильні до землетрусів і вивержень вулканів. Це може навіть допомогти визначити, чи пошкоджено секції дамби, чи схил пагорба починає рухатися під час зсуву.

Передові радіолокаційні технології

Націлений на запуск з Індії на початку 2025 року, місія зможе виявляти рухи поверхні з точністю до часток дюйма. Окрім моніторингу змін на поверхні Землі, супутник зможе відстежувати рух крижаних щитів, льодовиків і морського льоду, а також відображати зміни рослинності.

Джерелом цієї чудової деталі є пара радарних інструментів, які працюють на довгих хвилях: система L-діапазону, створена JPL, і система S-діапазону, створена ISRO. Супутник NISAR є першим, який переносить обидва. Кожен прилад може проводити вимірювання вдень і вночі та бачити крізь хмари, які можуть перешкоджати огляду оптичних приладів. Прилад L-діапазону також зможе проникати крізь густу рослинність для вимірювання руху землі. Ця можливість буде особливо корисною в районах навколо вулканів або розломів, які закриті рослинністю.

Покращення прогнозування землетрусів і вулканів

«Супутник NISAR не скаже нам, коли відбудуться землетруси. Натомість це допоможе нам краще зрозуміти, які регіони світу найбільш сприйнятливі до значних землетрусів», — сказав Марк Саймонс, керівник дослідження твердої Землі США в Каліфорнійському технологічному інституті в Пасадені, Каліфорнія.

Дані із супутника дадуть дослідникам уявлення про те, які частини розлому повільно рухаються, не викликаючи землетрусів, а які ділянки з’єднані разом і можуть раптово зісковзнути. У відносно добре контрольованих областях, таких як Каліфорнія, дослідники можуть використовувати NISAR, щоб зосередитися на конкретних регіонах, які можуть спричинити землетрус. Але в частинах світу, які не так добре контролюються, вимірювання NISAR можуть виявити нові сейсмічні зони. І коли землетруси все ж відбуваються, дані із супутника допоможуть дослідникам зрозуміти, що сталося на розломах, які розірвалися.

«З точки зору ISRO, ми особливо зацікавлені в межі Гімалайської плити», — сказав Шріджіт К.М., керівник відділу наук про тверду Землю ISRO для NISAR у Центрі космічних застосувань в Ахмедабаді, Індія. «У минулому в цьому районі відбувалися землетруси великої сили, і NISAR надасть нам безпрецедентну інформацію про сейсмічні небезпеки Гімалаїв».

Рух поверхні також важливий для дослідників вулканів, яким потрібні дані, які регулярно збираються з часом, щоб виявити рухи землі, які можуть бути передвісниками виверження. Коли магма зміщується під поверхнею Землі, суша може випирати або опускатися. Супутник NISAR допоможе отримати більш повну картину того, чому вулкан деформується та чи цей рух є сигналом виверження.

Постійний моніторинг безпеки інфраструктури

Коли мова йде про інфраструктуру, таку як дамби, акведуки та дамби, здатність NISAR забезпечувати безперервні вимірювання протягом багатьох років допоможе встановити звичайний стан споруд та навколишньої землі. Тоді, якщо щось зміниться, менеджери ресурсів зможуть точно визначити конкретні області для вивчення. «Замість того, щоб кожні п’ять років досліджувати цілий акведук, ви можете націлити свої дослідження на проблемні зони», — сказав Джонс.

Ці дані можуть бути настільки ж цінними, щоб показати, що гребля не змінилася після катастрофи, як землетрус. Наприклад, якщо сильний землетрус стався в Сан-Франциско, розрідження — коли нещільно ущільнені або заболочені осади втрачають свою стабільність після сильного струсу ґрунту — може стати проблемою для дамб і дамб уздовж дельти річки Сакраменто-Сан-Хоакін.

«Там більше тисячі миль дамб», — сказав Джонс. «Вам потрібна армія, щоб вийти і подивитися на них усіх». Місія NISAR допоможе владі оглянути їх із космосу та визначити пошкоджені ділянки. «Тоді ви можете заощадити свій час і вийти лише для огляду тих ділянок, які змінилися. Це могло б заощадити багато грошей на ремонті після катастрофи».

Детальніше про NISAR

NISAR (Радар із синтетичною апертурою NASA-ISRO) — це новаторська місія для спостереження за Землею, розроблена спільно NASA та Індійською організацією космічних досліджень (ISRO). Це перший спільний апаратний проєкт двох агентств. Це партнерство поєднує досвід Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) і супутникового центру UR Rao ISRO для створення супутника, здатного відстежувати зміни на поверхні Землі з безпрецедентною деталізацією. JPL очолює американський компонент, надаючи радар L-діапазону, радіолокаційну рефлекторну антену, стрілу, що розгортається, високошвидкісну систему зв’язку, приймачі GPS, твердотіловий реєстратор і підсистему даних корисного навантаження. Тим часом ISRO забезпечує супутникову шину космічного корабля, ракету-носій, операції місії та радіолокаційну електроніку S-діапазону. NASA та ISRO спільно прагнуть використовувати точні дані NISAR для моніторингу руху поверхні суші та льоду по всьому світу, покращуючи наше розуміння природних і спричинених людиною змін на Землі.