Provoz IceBridge - Operation IceBridge

NASA DC-8 sedí na rampě letiště Punta Arenas během předletových procedur během antarktické kampaně v roce 2012
Bruckner a Heim Gletschers se vlévají do fjordu Johan Petersens ve východním pobřežním Grónsku. Převzato z letadla NASA HU-25C Falcon, září 2016.

Provoz IceBridge probíhá NASA mise sledovat změny v systému Windows polární led. Jedná se o leteckou následnou misi k ICESat satelit, pokračuje až po ICESat-2 zahájení mise v září 2018.

Historie programu

Od roku 2003 do roku 2009 NASA použil pro pozorování polárního ledu vesmírný laserový výškoměr ICESat. ICESat byl v roce 2009 vyřazen z důvodu technické poruchy, takže NASA zůstala bez satelitu věnovaného pozorování ledu. Satelit nové generace ICESat-2 byl vypuštěn v září 2018.[1][2][3] S cílem zachovat každoroční pozorování ledových příkrovů a mořského ledu zavedla NASA program IceBridge, který má „překlenout propast“ mezi satelitními misemi. Program využívá letecké platformy k provádění vzdušných měření polárních oblastí.

Lety IceBridge začaly v březnu 2009,[4] o kampani na Arktické jaro vycházející z Letecká základna Thule, Grónsko. Jižní polokoule lety začaly během první kampaně Austral Spring v říjnu 2009, vycházely z Punta Arenas, Chile. Lety během terénních kampaní mohou obsahovat buď vyhrazené pozemní led a mořský led lety nebo jejich kombinace na základě omezení platforem, počasí a umístění. K dnešnímu dni probíhají jarní kampaně v Arktidě a Antarktidě, stejně jako lety monitorující letní tání na aljašských ledovcích každý rok od roku 2009. Další kampaně proběhly v arktickém létě a ve východní Antarktidě.

Platformy

The P-3 Orion letadlo používané v operaci IceBridge

Lety společnosti IceBridge začaly v březnu 2009 pomocí a Lockheed P-3 Orion v Arktidě a později toho roku následovala a Douglas DC-8 v Antarktidě. V průběhu programu byla použita jiná letadla, například a King Air B-200, Gulfstream V a Guardian Falcon.[5]

Existují kompromisy s používáním letadla místo satelitu. Jednou nevýhodou je, že satelit může pozorovat mnohem širší oblast. Družice také provádějí měření na plný úvazek, zatímco měření letadel IceBridge jsou omezena na každoroční kampaně trvající několik týdnů. Letadla však mají tu výhodu, že mohou nést více nástrojů, měnit nebo upgradovat nástroje z kampaně na kampaň a zaměřovat se na vědecky zajímavé oblasti, místo aby sledovali pevnou cestu. Některé přístroje, jako je radar pronikající ledem, fungují pouze z nižších nadmořských výšek poskytovaných letadly, jako jsou P-3 Orion a DC-8.[2][5]

Nástroje

Topografie podloží Antarktidy, kritická pro pochopení dynamického pohybu kontinentálních ledových příkrovů.
Vizualizace datové sady mise NASA Operation IceBridge BEDMAP2, získaná pomocí laseru a radaru pronikajícího ledem, shromažďování výšky povrchu, topografie podloží a tloušťky ledu.

Letadla IceBridge nesou sadu specializovaných vědeckých přístrojů. Mezi nimi je Airborne Topographic Mapper, laser, který měří povrchovou výšku ledu. Také na palubě je a gravimetr, nástroj schopný měřit tvar dutin v ledu. Na palubě je řada dalších zařízení, včetně Land, Vegetation and Ice Sensor, the Multichannel Coherent Radar Depth Sounder, Snow Radar, Ku-Band Radar Altimeter, magnetometer and the Digital Mapping System.[5]

Laserové výškoměry

Airborne Topographic Mapper (ATM) - Airborne Topographic Mapper (ATM) je laserový výškoměr, který odráží laserové světlo od ledové plochy a měří, jak dlouho trvá návrat. Kombinací těchto časových údajů s informacemi o poloze a postoji letadla mohou vědci vypočítat nadmořskou výšku. Létáním nad stejnými oblastmi ledu rok co rok mohou postavit časové řady změn výšky. Tento nástroj funguje podobně jako lidar nástroj používaný v ICESat a pomáhá udržovat záznam změn nadmořské výšky, dokud ICESat-2 nebude funkční.[6]

Senzor pozemní vegetace a ledu (LVIS) - Senzor půdy, vegetace a ledu (LVIS) je laserový výškoměr optimalizovaný pro provoz ve vyšších nadmořských výškách. LVIS byl vytvořen vědci v laboratoři laserového dálkového průzkumu Země v Goddardově vesmírném letovém centru NASA. LVIS létal na široké škále letadel, jako jsou NASA P-3, DC-8, B-200 a HU-25C Guardian Falcon a NSF Gulfstream G-V. Letem ve vyšší nadmořské výšce může LVIS mapovat větší oblasti a rozšiřovat dosah IceBridge.[7]

Radary

Provoz IceBridge využívá až čtyři různé radarové přístroje provozované Centrem pro dálkový průzkum ledových štítů (CReSIS) na University of Kansas. Indiana University poskytuje správa dat služby pro aktivity CReSIS v provozu IceBridge.[8]

Vícekanálový koherentní radarový hloubkoměr (MCoRDS) - Vícekanálový koherentní radarový hloubkoměr (MCoRDS) se používá k měření tloušťky ledu a mapování pod ledem. Tento přístroj používá k zobrazení vnitřního vrstvení ledu a podloží pod ledovými kryty více kanálů a velký rozsah radarových frekvencí. Informace o terénu pod ledem jsou užitečné pro modelování ledových příkrovů.[9]

Sněhový radar - Přístroj CReSIS Snow Radar se používá k měření tloušťky vrstev sněhu na povrchu pevniny a mořského ledu. Měření tloušťky sněhu je rozhodující pro odhad tloušťky mořského ledu.[10]

Radarový výškoměr v pásmu Ku - IceBridge také nese Ku band radarový výškoměr, který dokáže proniknout do vrstev sněhu a měřit tak nadmořskou výšku povrchu moře a půdy.[11]

Akumulační radar - Akumulační radarový přístroj se používá ke shromažďování údajů s vysokým rozlišením na horní části ledu. Pohled na nejvyšší část ledu umožňuje vědcům mapovat minulé míry akumulace sněhu.[12]

Mapovací přístroje

Systém digitálního mapování (DMS) - Digital Mapping System (DMS), vytvořený vědci z Ames Research Center NASA, je letecký digitální zobrazovací systém, který se používá k detekci otvorů v mořském ledu a vytváření map s vysokým rozlišením polárního ledu. Přístroj DMS je digitální fotoaparát směřující dolů, který pomocí počítačového softwaru snímá několik jednotlivých snímků, které jsou kombinovány do obrazových mozaik.[13]

Gravimetr - Provoz IceBridge také používá gravitační měřicí přístroj známý jako a gravimetr. Tento přístroj měří sílu gravitačních polí pod letadlem, které mohou vědci použít k určení tvaru vodních dutin pod plovoucími ledovými policemi. Protože voda je méně hustá než skála, oblasti plovoucího ledu vykazují slabší gravitační pole než oblasti se skálou pod nimi.[14]

Magnetometr - NASA P-3 Orion nese a magnetometr které lze použít ke shromažďování údajů o vlastnostech podledové horniny. Hustotu a magnetické vlastnosti lze použít k odvození typu skalního podloží, což je užitečné pro stanovení bazálních podmínek pod ledem.[15]

Výzkum

Letecký snímek Ledovec Pine Island pořízené během operace IceBridge

Projekt v čele s vědcem projektu Josephem MacGregorem z Goddardova vesmírného letového střediska NASA využívá sadu vzdušných vědeckých přístrojů k získání trojrozměrného pohledu na arktický a antarktický led.[16] Cílem mise je sledovat změny v polárním ledu, shromažďovat data pro prediktivní modely růstu ledu a hladiny moře a překlenout mezeru v měření mezi satelity NASA ICESat a ICESat-2. IceBridge toho dosahuje tím, že sbírá data přes ledové pláty ledovce a mořský led. Ledovec Pine Island je jednou z takových oblastí zájmu. Tam operace IceBridge pozorovala spodní stranu ledové pokrývky pomocí pokročilého radaru a také pečlivě sledovala oblast Pine Island Glacier známou jako ledový jazyk, který by, pokud by se měl roztavit, umožňoval velkou část ledovce zasunout do Amundsenovo moře.[2]

V srpnu 2013 byl objev nejdelší kaňon na Zemi pod grónským ledovým štítem, na základě analýzy dat z operace IceBridge.[17]

Dosah a spolupráce

Již druhý rok po sobě provozuje operace NASA IceBridge s programem Evropské kosmické agentury CryoVEx, létající letadla nízko nad mořem ledem v Arktidě, zatímco výše obíhá družice ESA CryoSat. V tomto videu diskutuje vědec projektu IceBridge Michael Studinger o výhodách dlouhodobého společného souboru dat, který agentury vytvářejí.
V roce 2012 bylo na palubu letadla P-3B NASA pozváno pět učitelů k letu ve výšce 500 metrů nad ledovci Grónska pomocí operace IceBridge.

Reference

  1. ^ „Úspěšná mise NASA na mračno ledů a vyvýšené země končí!“. NASA. 27. srpna 2010. Citováno 31. srpna 2010.
  2. ^ A b C Hamilton, John (30. října 2009). „NASA zahájila misi ke sledování polárního ledu letadlem“. NPR. Citováno 25. února 2011.
  3. ^ Ramsayer, Kate (15. března 2017). „ICESat-2 NASA poskytne větší hloubku předpovědí mořského ledu“. NASA.
  4. ^ „Kampaně NASA IceBridge“. NASA. Citováno 20. června 2018.
  5. ^ A b C „Letadla a nástroje IceBridge“. NASA. Citováno 26. prosince 2012.
  6. ^ „Airborne Topographic Mapper (ATM)“. NASA. Citováno 26. prosince 2012.
  7. ^ „Senzor půdy, vegetace a ledu (LVIS)“. NASA. Citováno 26. prosince 2012.
  8. ^ Bertolucci, Jeff (13. května 2013). „NASA Polar Ice Flyover: One Bumpy Big Data Project“. Informační týden. Citováno 22. května 2013.
  9. ^ „Multichannel Coherent Radar Depth Sounder (MCoRDS)“. NASA. Citováno 28. prosince 2012.
  10. ^ "Snow Radar". NASA. Citováno 28. prosince 2012.
  11. ^ „Radarový výškoměr v pásmu Ku“. NASA. Citováno 28. prosince 2012.
  12. ^ "Akumulační radar". NASA. Citováno 28. prosince 2012.
  13. ^ „Systém digitálního mapování (DMS)“. NASA. Citováno 28. prosince 2012.
  14. ^ "Gravimetr". NASA. Citováno 28. prosince 2012.
  15. ^ „Magnetometr“. NASA. Citováno 28. prosince 2012.
  16. ^ „Domovská stránka operace IceBridge“. NASA. Citováno 26. prosince 2012.
  17. ^ Oskin, Becky (30. srpna 2013). „Velký kaňon Grónska objevený pod ledem“. Živá věda.

externí odkazy