Agentura NASA chystá na letošní rok vypuštění  čtyř misí, které mají z nízké oběžné dráhy studovat Zemi. Měly by vědcům poskytnout více informací o podstatě klimatických systémů a procesů. Jde například o extrémní bouře, chování povrchových vod, či atmosférického prachu. Družice na oběžné dráze nabízí jedinečný a neustálý pohled na naši planetu. Díky flotile vědeckých družic mohou odborníci pečlivě sledovat drobné změny spojené s různými vzájemně provázanými prvky životního prostředí – od kvality ovzduší až po mořský led.

Čtyři zmíněné mise, které mají rozšířit schopnost sledovat naši měnící se planetu jsou:

• TROPICS – Šest malých družic má poskytnout vylepšená a zrychlená měření tropických bouří.
• EMIT – Přístroj usazený na stanici ISS určený k určování původu a složení prachových částic, které ovlivňují klima, ekosystémy, kvalitu vzduchu i lidské zdraví.
• JPSS-2 – Družice, na které se podílí i agentura NOAA má pomoci vědcům lépe předvídat extrémní projevy počasí jako jsou záplavy, lesní požáry, nebo výbuchy sopek.
• SWOT – Družice, která má sledovat oceány a studovat jejich vliv na změnu klimatu. bude ale také sledovat další vodní plochy – řeky či jezera.

A nyní si jednotlivé mise představíme podrobněji.

Cubesaty systému TROPICS
Zdroj: http://www.nasa.gov/

TROPICS (Time-Resolved Observations of Precipitation structure and storm Intensity with a Constellation of Smallsats)

Cílem tohoto projektu je zlepšit pozorování tropických bouří a cyklónů. Šest družic bude navzájem spolupracovat. Každá z nich má pořizovat mikrovlnná měření dešťových srážek v bouřích, ale získá i údaje o teplotě a vlhkosti. Tato data se budou aktualizovat každých 50 minut. Vědci předpokládají, že jim tyto informace pomohou porozumět faktorům, které pohání tropické bouře a způsobují jejich zesilování. Tyto znalosti by byly velmi užitečné pro předpovědi dalšího vývoje pomocí předpovědních modelů. V červnu 2021 se na oběžnou dráhu dostal tzv. pathfinder, technologický demonstrátor, který má ověřit funkčnost návrhu. Ukázalo se, že úspěšně sbírá data včetně těch o srpnovém hurikánu Ida.

Samotné družice z programu TROPICS budou vypouštěny po dvojicích – celkem tedy budou potřeba tři starty a hotovo by mohlo být už před koncem července. Každá družice nese mikrovlnný radiometr. Jelikož družice poletí ve dvojicích na třech různých oběžných drahách, budou schopné provádět měření častěji než to dokáží běžné družice. Kvalita získaných dat přitom bude srovnatelná. Půjde tedy o významné navýšení objemu dat, která půjde využít pro předpověď v téměř reálném čase. „Nejúžasnější součástí programu je jeho dopad na pomoc společnosti,“ říká William Blackwell z  Lincoln Laboratory v Lexingtonu, stát Massachusetts a dodává: „Vyšší frekvence pozorování pomocí TROPICS má potenciál pomoci předpovědím počasí, které mohou pomoci lidem dostat se dříve do bezpečí.“

EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation)
Zdroj: https://d2pn8kiwq2w21t.cloudfront.net/

EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation)

Vítr dokáže v suchých oblastech zvednout do ovzduší velké množství prachu, jehož minerální částice pak cestují po celém světě. Tento prach ale může ovlivňovat rovnováhu mezi energií, která k zemi přichází ze Slunce a energií, kterou Země odráží do okolního prostředí. To samozřejmě ovlivňuje teplotu povrchu země i její atmosféry. Tmavší a na železo bohaté minerály rády pohlcují energii, což vede k ohřevu prostředí. Naopak světlejší částice na bázi jílu naopak světlo rozptylují, což může vést k ochlazení. Kromě vlivu na oblastí i globální oteplování amtosféry může prach ovlivnit i kvalitu ovzduší a tím i zdraví lidí po celém světě. Když pak prach klesne do oceánu, může spustit rozvoj mikroskopických řas.

Červen 2020 – písečná bouře „Godzilla“ se ze Sahary táhne přes Atlantik. Zde máme snímek ve skutečných barvách.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Cílem mise EMIT je během rok dlouhé základní mise z paluby stanice ISS zmapovat, odkud prach pochází a určit jeho složení, aby mohli vědci lépe porozumět jeho vlivu na planetu. EMIT využije snímkovací spektrometr, který bude měřit viditelné a infračervené záření odražené z oblasti pod stanicí. Získaná data pomohou odhalit stopy minerálů v prachových zrnkách, aby bylo možné určit jejich složení. „EMIT zaplní mezeru v našich znalostech o suchých oblastech naší planety a zodpoví klíčové otázky k tom, jak minerální prach interaguje se Zemí,“ popisuje Robert Green, hlavní vědecký pracovník projektu z Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii.

Družice JPSS
Zdroj: http://spacenews.com/

JPSS-2 (Joint Polar Satellite System)

Předpovídání extrémních bouří s několikadenním předstihem vyžaduje sběr přesných měření teploty a vlhkosti v atmosféře, ale i teploty povrchu oceánů. Společný program JPSS agentur NASA a NOAA je založen na družicích, které poskytnou tato klíčová data pro předpovědi počasí i jednotky, které v terénu řeší aktuální kritickou situaci. Družice ale také prozradí mnoho informací o povodních, lesních požárech, sopkách, smogu, písečných bouřích a mořském ledu. „Družice JPSS jsou nezbytným prvkem globální páteře numerických výpočetních modelů,“ říká Satya Kalluri z programu JPSS.

Tyto družice obíhají Zemi po polární dráze od severu k jihu a naopak. Při své cestě pořizují data a snímky. Jak se země pod nimi otáčí, dostanou se nad každou oblast Země nejméně dvakrát denně. JPSS-2 má startovat z Vandenbergovy základny v Kalifornii na raketě Atlas V. Další tři družice mají následovat v dalších letech, aby byl zajištěn sběr dat i v dalším desetiletí.

Vizualizace fungování družice SWOT.
Zdroj: https://swot.jpl.nasa.gov/

SWOT (Surface Water and Ocean Topography)

Mise SWOT pomůže výzkumníkům určit, kolik vody obsahují pozemské oceány, jezera a řeky. Tato data využijí vědci ke sledování účinků změny klimatu na zásobárny sladké vody i na schopnost oceánů pohlcovat přebytečné teplo a skleníkové plyny jako je oxid uhličitý. Start na raketě Falcon 9 z Vandenbergovy základny v Kalifornii je plánován na listopad. Družice o velikosti terénního automobilu bude měřit výšku vody pomocí radarového interferometru v pásmu Ka. Tento nový přístroj využívá odrazů radarových pulsů od vodního povrchu, které pak přijímá souběžně pomocí dvou antén. Tato technika měření umožní vědcům přesně vypočítat výšku hladiny. Nasbíraná data pomohou sledovat oblastní změny ve výšce mořské hladiny, změny množství vody v řekách i to, kolik vody se ukrývá v jezerech a kolik sladké vody mají lidé v různých částech světa k dispozici.

SWOT bude sbírat data v pásech širokých 120 kilometrů s mezerou uprostřed pro sledování výšky. Animace ukazuje přelet družice nad Floriou, která je plná řek, jezer a mokřin. Globálně bude družice sledovat sladké i slané vody.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

„SWOT zohlední hlavní roli oceánů ve změnách počasí a klimatu, ale i dopady dostupnosti sladké vody na souši,“ popisuje Lee-Lueng Fu, vědec zapojený do programu SWOT z Jet Propulsion Laboratory. Celá mise je realizována ve spolupráci NASA, francouzské agentury CNES, kanadské CSA a také agentury Spojeného království.

Příprava přístroje TEMPO na převoz.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Kromě výše uvedených misí, které zamíří na nízkou oběžnou dráhu, chystá NASA na rok 2022 dvě mise, které zamíří až na geostacionární oběžnou dráhu. TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution) bude prvním kosmickým přístrojem, který má monitorovat hlavní znečišťující látky v ovzduší nad celou Severní Amerikou každou denní hodinu a navíc ve vysokém prostorovém rozlišení. NASA také vypustí pro agenturu NOAA třetí družici programu GOES. Družice GOES-T má poskytovat cenná měření pro oblasti západního pobřeží USA, Aljašky, Havaje, Mexika, Střední Ameriky a Pacifiku. Nabídne například sledování aktivity blesků v reálném čase a bude představovat také pokrok ve sledování kosmického počasí.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/jpss-2.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/16-025-evi3-a.jpg
https://d2pn8kiwq2w21t.cloudfront.net/original_images/269.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/godzillashot1_1920x1080_60fps_2222.jpg
http://spacenews.com/wp-content/uploads/2014/11/JPSS_Ball4X3.jpg
https://swot.jpl.nasa.gov/…sea-surface-height-ocean-eddies-radar-altimetry-main-16×9.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/swot_pass_0.gif
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/21-04510-tempo_preship_bpw-edit.jpg