Целью трехнедельной воздушной кампании было проверить, как зеленый лазерный свет взаимодействует с различными типами снега и льда. Затем, когда спутник для измерения высоты льда, облаков и суши-2 или ICESat-2 запускается с таким же зеленым лазером на борту, ученые могут собрать точную информацию для решения вопросов о замороженных регионах Земли, в том числе о том, как талая вода из ледяных щитов способствует повышение уровня моря.«Ледяные щиты, такие как Восточная Антарктида, Западная Антарктида или Гренландия — это большие места, где даже небольшие изменения в этой огромной области в конечном итоге превращаются в большое количество воды в море», — сказала Келли Брант, младший научный сотрудник НАСА.
Центр космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. «НАСА пытается дать количественную оценку».Кампания в Гренландии является частью многолетних предпусковых усилий, направленных на то, чтобы узнать как можно больше о том, как лазеры и детекторы фотонов, подобные тем, что используются на ICESat-2, измеряют высоту ледяного покрова и как выглядят эти фотонные данные.
На основе данных другой воздушной кампании с использованием экспериментального лидара с несколькими высотомерными лучами, или MABEL, научная группа ICESat-2 разработала компьютерные программы для разработки продуктов данных для предстоящей миссии спутника.«MABEL действительно дал нам возможность разработать продукты данных и алгоритмы для поиска поверхности над деревьями, пустынями, океанами, озерами, морским льдом и сушей — везде, где мы на ней летали», — сказал Нойманн.
Разработанный в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, многополяризационный лидар для подсчета фотонов (SIMPL), который пролетел над Гренландией в этом месяце, аналогичным образом поможет исследователям подготовиться к анализу данных ICESat-2. SIMPL измеряет высоту с помощью красного и зеленого лазеров, что позволит ученым определить, по-разному ли ведет себя зеленый свет, когда он отражается от разных типов снега и льда. «SIMPL обеспечивает более качественные информационные продукты, а более качественные информационные продукты — более точные оценки изменения уровня моря», — отметил Нойман.
Наряду с SIMPL в рамках кампании использовался прибор под названием Airborne Visual Imaging Infrared Spectrometer — Next Generation, или AVIRIS-NG, разработанный в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. Этот спектрометр изображений позволяет ученым определять свойства снега и льда ниже, помогая при анализе SIMPL.На орбите ICESat-2 будет использовать свой лазерный прибор для измерения высоты поверхности планеты — от ледников до пологов лесов и океана. Это относительно новая технология.
Первая миссия ICESat измеряла высоту с помощью одного мощного лазерного луча, определяя время, за которое импульс фотонов отразился от земли и вернулся на спутник, тысячи фотонов за раз. Миссия ICESat-2 второго поколения будет использовать шесть более слабых лазерных лучей, но она будет нести детекторы, которые могут измерять время прохождения отдельных фотонов в оба конца.
Это приводит к гораздо большему количеству точек данных и необходимости в новых методах анализа этих данных.Когда ICESat-2 летает над ледяным покровом, измеряя высоту над одними и теми же точками каждый сезон, он будет регистрировать изменение высоты во времени.
Обладая этой информацией, ученые могут использовать компьютерные программы, чтобы оценить, сколько воды растаяло в океане в результате изменения льда на суше.Однако, по словам Бранта, это непростая задача. Когда снег накапливается на ледяном покрове, его плотность зависит от температуры воздуха и количества снегопадов. А земля под слоями снега и льда может деформироваться, поскольку лед тает или накапливается над ней.
Оба этих фактора, а также множество других будут встроены в компьютерные программы, чтобы помочь ученым анализировать данные.По словам Тома Ноймана, заместителя научного сотрудника миссии, ICESat-2 также будет напрямую измерять уровень моря, поскольку он совершает 15 оборотов в день.«Это глобальная миссия — собирать данные повсюду — и большую часть времени она будет проводить за океаном, собирая данные», — сказал Нойман. «Вы можете видеть один и тот же участок океана снова и снова».
Имея тысячи точек данных, усредненных по большим площадям, ICESat-2 может помочь составить карту высоты поверхности океана, особенно в сочетании с данными других спутниковых миссий.