Sommige NASA-satellieten zullen binnenkort stoppen met het verzenden van gegevens naar de aarde

Ergens in de komende paar jaar – niemand weet precies wanneer – zullen drie NASA-satellieten, elk zo zwaar als een olifant, buiten de schaal vallen.

Ze drijven al af en verliezen beetje bij beetje hoogte. Ze staren al meer dan twintig jaar naar de planeet, veel langer dan iemand had verwacht, en hielpen ons het weer te voorspellen, bosbranden te beheersen, olielekken te monitoren en nog veel meer. Maar de leeftijd haalt hen in, en binnenkort zullen ze hun laatste service serveren en beginnen aan hun langzame en definitieve val op de grond.

Het is een moment waar wetenschappers bang voor zijn.

Wanneer de drie orbiters – Terra, Aqua en Aura – worden uitgeschakeld, zullen veel van de gegevens die ze verzamelden met hen meegaan, en nieuwere satellieten zullen de vertraging niet kunnen compenseren. Onderzoekers zullen ofwel moeten vertrouwen op alternatieve bronnen die mogelijk niet aan hun specifieke behoeften voldoen, ofwel alternatieve oplossingen moeten zoeken om ervoor te zorgen dat hun gegevens kunnen blijven bestaan.

Met een deel van de gegevens die deze satellieten verzamelen, wordt de situatie nog erger: geen enkel ander instrument zal deze gegevens blijven verzamelen. Over een paar jaar zullen de prachtige kenmerken die het over onze wereld onthult nog mysterieuzer worden.

“Het verlies van deze onvervangbare gegevens is ronduit tragisch”, zegt Susan Solomon, atmosferisch chemicus bij MIT. “In een tijd waarin de planeet dringend aandacht nodig heeft om te begrijpen hoe we erdoor worden beïnvloed, en hoe we haar beïnvloeden, lijken we catastrofaal achter het stuur te slapen.”

Het belangrijkste gebied dat we over het hoofd zien is de stratosfeer, de belangrijkste thuisbasis van de ozonlaag.

Door de dunne, koude lucht van de stratosfeer worden voortdurend ozonmoleculen gecreëerd en vernietigd, uitgeworpen en weggevaagd, terwijl ze in wisselwerking staan ​​met andere gassen. Sommige van deze gassen hebben een natuurlijke oorsprong; Anderen zijn er dankzij ons.

Eén instrument op Aura, een microgolfsonde, geeft ons het beste inzicht in dit intense chemische drama, zegt Ross J. Salwich, een atmosferische wetenschapper aan de Universiteit van Maryland. Zodra de corona verdwijnt, zal ons zicht aanzienlijk vager worden, zei hij.

Onlangs hebben gegevens van microgolfsondes in ledematen hun belang op onverwachte manieren bewezen, zei Dr. Salwich. Het toonde de omvang van de schade aan de ozonlaag door verwoestende bosbranden in Australië eind 2019 en begin 2020, en door een onderzeese vulkaanuitbarsting nabij Tonga in 2022. Het liet zien hoeveel ozonafbrekende vervuiling de stratosfeer boven het oosten bereikt. Azië door Zomermoesson in de regio.

Als de internetverbinding niet zo snel wordt verbroken, kan het audioapparaat ook helpen een groot mysterie te ontrafelen, zei dr. Salwich. “De dikte van de ozonlaag boven bevolkte gebieden op het noordelijk halfrond is de afgelopen tien jaar vrijwel onveranderd gebleven”, zei hij. ‘Hij zou moeten herstellen. En dat is niet het geval.’

Jack Kay, associate administrator voor onderzoek bij NASA’s Earth Sciences Division, erkende de zorgen van onderzoekers over het einde van de sonde. Maar andere bronnen, waaronder instrumenten op nieuwere satellieten, die op het Internationale Ruimtestation en hier op aarde, zullen nog steeds “een zeer goed inzicht bieden in wat de atmosfeer doet”, zei hij.

De financiële realiteit dwingt NASA om ‘moeilijke beslissingen’ te nemen, zei Dr. Kay. “Zou het geweldig zijn als alles voor altijd zou blijven? Ja”, zei hij. Hij voegde eraan toe dat een deel van de missie van NASA ook bestaat uit het bieden van nieuwe hulpmiddelen aan wetenschappers, hulpmiddelen die hen helpen op nieuwe manieren naar onze wereld te kijken. maar als “Weet je, als alles niet hetzelfde is, moet je je best doen.”

Voor wetenschappers die onze veranderende planeet bestuderen, kan het verschil tussen dezelfde en vrijwel dezelfde gegevens aanzienlijk zijn. Ze denken misschien dat ze begrijpen hoe iets zich ontwikkelt. Maar alleen door het continu, op een onveranderlijke manier, gedurende een lange periode in de gaten te houden, kunnen ze vertrouwen hebben in wat er gebeurt.

Zelfs een korte pauze in de logboeken kan problemen veroorzaken. Stel dat de ijsplaat op Groenland instort. William B. zei: Gale, voormalig president van de American Meteorological Society, zei dat tenzij je de stijging van de zeespiegel ervoor, tijdens en erna meet, je er nooit zeker van kunt zijn dat een plotselinge verandering veroorzaakt werd door een ineenstorting. ‘Je kunt het je misschien wel voorstellen, maar je hebt geen kwantitatieve gegevens,’ zei hij.

Vorig jaar ondervroeg NASA wetenschappers over de manier waarop het einde van Terra, Aqua en Aura hun werk zou beïnvloeden. Ruim 180 van hen gaven gehoor aan de oproep.

In hun brieven, die The New York Times ontving via een verzoek uit de Freedom of Information Act, uitten de onderzoekers hun zorgen over een breed scala aan gegevens van de satellieten. Informatie over deeltjes gevonden in de rook van natuurbranden, woestijnstof en vulkanische pluimen. Metingen van de dikte van de wolken. Gedetailleerde kaarten van de bossen, graslanden, wetlands en gewassen ter wereld.

Zelfs als er alternatieve bronnen voor deze informatie zijn, kunnen deze minder frequent, minder nauwkeurig of beperkt zijn tot bepaalde tijdstippen van de dag, allemaal factoren die bepalen hoe nuttig de gegevens zijn, schreven de wetenschappers.

Liz Muir onderzoekt de atmosfeer van de aarde van dichtbij: door er instrumenten doorheen te laten vliegen, in vliegtuigen op veel grotere hoogte dan de meeste vliegtuigen kunnen bereiken. “Ik ben in dit vakgebied terechtgekomen omdat het spannend en moeilijk toegankelijk is”, zegt Dr. Muir, docent aan de Universiteit van Chicago. “Het is moeilijk om instrumenten te bouwen die daar werken, het is moeilijk om metingen te doen en het is moeilijk om vliegtuigen daar naartoe te krijgen.”

Ze zei dat het moeilijker zal worden zodra de corona verdwijnt.

Dr. Muir zei dat vliegtuigen rechtstreeks atmosferische chemie kunnen bemonsteren, maar om het grote geheel te begrijpen, moesten wetenschappers nog steeds vliegtuigmetingen combineren met satellietmetingen. “Zonder satellieten maken we momentopnames zonder context”, zei ze.

Een groot deel van Dr. Muirs onderzoek richt zich op dunne ijswolken die zich negen tot twaalf kilometer boven het aardoppervlak vormen, in een van de meest mysterieuze lagen van de atmosfeer. Deze wolken helpen de temperatuur van de planeet te verhogen, en wetenschappers proberen nog steeds uit te zoeken welke gevolgen de door de mens veroorzaakte klimaatverandering voor hen zal hebben.

“Het lijkt erop dat we zullen stoppen met het monitoren van dit deel van de atmosfeer, precies op het moment dat het verandert”, zei Dr. Muir.

Het einde van Terra en Aqua zal van invloed zijn op de manier waarop we een andere belangrijke motor van ons klimaat monitoren: de hoeveelheid zonnestraling die de planeet ontvangt, absorbeert en terugkaatst in de ruimte. Het evenwicht tussen deze grootheden – of eigenlijk het onevenwicht – bepaalt hoeveel de aarde opwarmt of afkoelt. Om dit te begrijpen vertrouwen wetenschappers op de cloudinstrumenten van NASA en het Earth’s Radiant Energy System, oftewel CERES.

Momenteel vliegen er vier satellieten met CERES-instrumenten: Terra, Aqua en twee nieuwere satellieten die ook het einde van hun levensduur naderen. Er wordt echter nog aan één alternatief gewerkt. Haar levensverwachting? vijf jaar.

Norman J. zei: “Binnen de komende tien jaar gaan we van vier missies naar één, en de rest zal over hun hoogtepunt heen zijn”, zegt Loeb, de NASA-wetenschapper die CERES leidt. “Voor mij is dit echt zorgwekkend.”

Tegenwoordig, met de opkomst van de particuliere ruimtevaartindustrie en de proliferatie van satellieten rond de aarde, onderzoeken NASA en andere instanties een andere benadering van het observeren van onze planeet. De toekomst ligt wellicht in kleinere, lichtere instrumenten, instrumenten die tegen lagere kosten in een baan om de aarde kunnen worden gebracht en wendbaarder zijn dan in de tijd van Terra, Aqua en Aura.

De National Oceanic and Atmospheric Administration ontwikkelt een dergelijke vloot om weer en klimaat te monitoren. Dr. Loeb en anderen bij NASA werken aan een lichtgewicht instrument om hun metingen van de energiebalans van de aarde voort te zetten.

Maar om dergelijke technologieën nuttig te laten zijn, zegt Dr. Loeb, moeten ze gaan vliegen voordat de huidige orbiters verdwijnen.

“Je hebt een goede, lange periode van overlap nodig om de verschillen te begrijpen en de knikken op te lossen”, zei hij. “Als dat niet het geval is, zal het heel moeilijk zijn om deze metingen te vertrouwen, als we niet de mogelijkheid hebben om ze te bewijzen aan de hand van bestaande metingen.”

In zekere zin, zo zeggen wetenschappers, is het de verdienste van NASA dat Terra, Aqua en Aura net zo lang hebben bestaan ​​als zij. “Dankzij een combinatie van uitstekende techniek en een enorme hoeveelheid geluk hebben we deze dingen nu al twintig jaar”, zegt Walid Abdel Aty, voormalig hoofdwetenschapper van de NASA en nu verbonden aan de Universiteit van Colorado Boulder.

“We zijn verslaafd geraakt aan deze satellieten. We zijn het slachtoffer van ons eigen succes”, zei Dr. Al-Abdul-Ati. “Uiteindelijk raakt het geluk op”, voegde hij eraan toe.