Jejím úkolem bude vyhledávat potenciální přírodní rizika a pomoci vědcům změřit, jak tající pozemní ledovce ovlivňují výšku mořské hladiny – družice NISAR se nyní dostává do výrobní fáze. V čisté místnosti kalifornské JPL začíná vznikat družice, která bude mít rozměry jako SUV. Důležité je, že dostane největší odraznou anténu, jakou kdy měla nějaká mise od NASA. Projekt NISAR je společným dílem zmíněné agentury NASA a jejího indického protějšku, agentury ISRO. Družice by měla sledovat drobné změny zemského povrchu a vyhledávat varovné známky blížících se vulkanických erupcí. Kromě toho také pomůže sledovat zásoby podpovrchové vody, monitorovat rychlost tání ledovců, které souvisí se vzestupem hladin, ale také zjistí změny v rozložení vegetace po celém světě. Sledování takových změn na téměř celém světě zatím ještě nikdy dříve neproběhlo s takovou úrovní časového a prostorového rozlišení, jaké nabídne právě NISAR.

Družice bude vybavena hned dvěma druhy radaru se syntetickou aperturou (SAR), které mají měřit změny na zemském povrchu. NISA (NASA-ISRO SAR) využije odraznou anténu z drátěné sítě, jejíž průměr bude 12 metrů. Tato anténa vysílající signály k zemskému povrchu a následně je i přijímající, bude umístěna na konci devítimetrového ramene. Celý proces fungování se dá přirovnat k meteorologickým radarům, jejichž signály se odráží od dešťových kapek a pomáhají sledovat pohyb bouřek.

NISAR bude schopen zaznamenat pohyby povrchu naší Země s přesností pouze 1 centimetr na ploše, která odpovídá polovině tenisového kurtu. Družice, jejíž start nás čeká ne dříve než v roce 2022, má nasnímat celý svět každých 12 dní. Její primární mise přitom bude trvat tři roky, během kterých vědci při každém oběhu získají údaje o souších, ledovcích i oceánech. Lidské činnosti, jako je třeba odčerpávání vody z podzemních zásobníků, můžou na povrchu zanechat stopy – když se odčerpá hodně vody, začne povrch sesedat. Stejně tak podpovrchový pohyb magmatu před vulkanickou erupcí dokáže pohnout se Zemí. NISAR se právě na tyto drobné změny zaměří a jeho snímky pomohou vytvořit časosběrné dokumenty ve vysokém rozlišení.

Systém SAR v pásmu S pro družici NISAR v několika bednách.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

19. března se tým z JPL zodpovědný za montáž, testy a start dočkal klíčového prvku – indický partner dodal SAR pro pásmo S. Společně se systémem SAR v pásmu L, který dodá JPL, budou tyto dva radary se syntetickou aperturou tvořit srdce celé mise. Zmíněná písmena S odkazují na vlnovou délku využívaného signálu – v případě S je to zhruba 10 centimetrů, v případě L pak okolo 25 centimetrů. Oba signály dokáží projít objekty jako jsou mraky, nebo listy v korunách stromů, které jinak blokují signály jiných přístrojů. SAR pro pásmo L navíc dokáže proniknout hlouběji do husté vegetace, než je tomu u pásma S. Díky tomu bude tato družice schopna sledovat změny zemského povrchu za všech podmínek – ať bude den nebo noc, ať bude pršet, nebo svítit slunce.

„NISAR je družice pro každé počasí, která nám dá nesrovnatelnou schopnost sledovat, jak se mění povrch Země,“ říká Paul Rosen, vědec z JPL, který pracuje na této misi a dodává: „Především to bude důležité pro vědce, kteří čekali na podobná měření s touto úrovní spolehlivosti a konzistence, aby mohli opravdu dobře porozumět tomu, co pohání přirozené systémy Země, ale i pro lidi, kteří čelí přírodním katastrofám jako jsou sopky či sesuvy půdy.“

Družice NISAR.
Zdroj: https://nisar.jpl.nasa.gov/

Oba radary fungují na principu odrazu mikrovlnného signálu od povrchu planety a následného měření času, který signál potřeboval k návratu na družici. Sleduje se ale také síla signálu v době, kdy se vrátil. Větší anténa, která vysílá a přijímá tyto signály, dosáhne většího prostorového rozlišení dat. Pokud by vědci chtěli z družice na nízké oběžné dráze využívající radar v pásmu L vidět něco o velikosti 45 metrů, potřebovali by podle článku na webu NASA anténu dlouhou přes 4 kilometry! Dostat něco takového do kosmického prostoru je mimo současné možnosti.

A přesto se plánovači mise NISAR netají tím, že mají ambice na sledování pozemních změn s ještě vyšším rozlišením – pouze šest metrů, což by ale vyžadovalo ještě delší anténu. A právě proto využívá tento projekt technologii SAR. Jak družice obíhá kolem Země, mohou inženýři vzít sekvenci radarových měření z kratší antény a zkombinovat je ke stimulaci větší antény, čímž získají potřebné rozlišení. A svůj důvod má i využívání dvou různých vlnových délek. SAR v pásmu S je vhodnější pro detekci druhů plodin a určování, jak hrubou strukturu má nějaký povrch. Naopak SAR v pásmu L se více hodí pro určení celkového množství vegetace v silně zalesněných oblastech. Ve výsledku tak vědci získají podrobnější představu o zemském povrchu.

Příjezd SAR v pásmu S představuje v rámci celé mise jeden z nejdůležitějších momentů. Zařízení dorazilo do čisté místnosti JPL High bay 1, kde vznikaly ikonické sondy studující Sluneční soustavu – třeba Galileo, Cassini, nebo Voyager. Právě zde bude v průběhu několika dní balík pomalu rozbalován. „Tým je opravdu nadšený, že má na dosah SAR pro pásmo S,“ říká Pamela Hoffman, zástupkyně manažera pro užitečné zařízení na JPL a dodává: „Očekávali jsme doručení na konci jara loňského roku, ovšem pandemie Covid-19 ovlivnila vývoj jak na straně ISRO, tak i u NASA. Teď se nemůžeme dočkat, až začneme integrovat elektroniku S-SAR se systémem L-SAR od JPL.“

19. března dorazil do JPL systém SAR v pásmu S pro družici NISAR. Další den pracovníci přesunuli celou záilku do přechodové komory čisté místnosti. Vybalování potrvá několik dní.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Inženýři a technici z JPL i ISRO se budou v dalších několika týdnech věnovat kontrolám stavu jednotlivých systémů, než budou schopni s jistotou říct, že oba systémy SAR spolupracují podle plánu. Teprve až poté přistoupí k integraci S-SAR do struktury těla družice. Následovat bude další kolo zkoušek, které by mělo ukázat, zda všechno pracuje tak, jak má. „NISAR opravdu otevře celou řadu různých otázek, na které mohou vědci odpovědět. Pomůže také správcům zdrojů sledovat oblasti jejich zájmu,“ říká Rosen a dodává: „Kolem projektu NISAR je cítit velké vzrušení a já se nemohu dočkat, až uvidím tuhle družici letět.“

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/nisar_release.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia24138-16-2.jpg
https://nisar.jpl.nasa.gov/system/content_pages/main_images/124_126_image009.jpg
https://www.nasa.gov/…arrivalnisar_arrival_clip.2021-03-23_22_40_10.gif