Přelomová mise Aeolus spěje ke svému konci

Přelomová mise Aeolus spěje ke svému konci

22. dubna 2023

Aeolus, družice ESA, měří vítr v cykl=oně na Zemi. Zdroj: ESA/ATG medialab

30. dubna letošního roku bude nominální provoz družice Aeolus, první mise určené výhledně k pozorování zemských profilů větru v globálním měřítku, ukončen v rámci příprav na sérii činností, které souvisí se závěrečnou fází celého projektu. Ačkoliv nedávná aktualizace palubního laseru družice Aeolus způsobila, že i v posledních měsících fungoval stejně dobře jako dříve, ubývající zásoby pohonných látek společně s rostoucí sluneční aktivitou znamenají, že se konec mise nezadržitelně blíží. To, že se tato evropská mise dostala takto daleko, je ohromný úspěch. Aeolus totiž svou původní očekávanou tříletou životnost překonal o více než rok a půl.

Princip fungování družice Aeolus.
Zdroj: https://www.esa.int

V průběhu uplynulého roku se vědci a odborníci ze zainteresovaných firem věnovali návrhu podrobného plánu, jak ukončit misi Aeolus. Po dlouhém zvažování a pečlivém plánování bylo rozhodnuto, že nejlepším postupem bude opatrné navedení družice zpět do atmosféry Země. V nejbližších týdnech se ještě musí doladit poslední detaily celého postupu, aby mohl být včas oznámen konkrétní harmonogram. Do 30. dubna, kdy skončí jeho provoz, bude Aeolus poskytovat data jako obvykle. Ačkoliv po 30. dubnu už nebude docházet k žádnému sběru nových provozních údajů, budou již nasbíraná data stále k dispozici všem uživatelům.

„Mé poděkování patří všem kolegům z ESA i průmyslu, kteří vyvinuli a provozovali tuto jedinečnou misi,“ uvedl manažer mise Aeolus, Tommaso Parrinello a dodal: „Speciální díky patří vědecké komunitě, jejíž podpora byla mimořádná a podílela se na jedné z nejúspěšnějších misí, které kdy ESA uskutečnila.“ Mise Aeolus byla realizována jako pátý projekt programu Earth Explorers a její úkol byl mimořádně náročný a inovátorský – s pomocí laseru měřit z vesmíru vítr na celé planetě. Už samotný start v roce 2018 byl považován za značný úspěch, jelikož mnozí nevěřili, že se mise vůbec tohoto milníku dočká. Než se Aeolus dostal na oběžnou dráhu, stály mu v cestě mnohé překážky a nezdary. Bylo zapotřebí dlouhých let úsilí a odhodlání, aby jeho experimentální technologie fungovala.

Družice Aeolus výrazně zlepšuje krátkodobé předpovědi, zejména v tropech a středních zeměpisných šířkách. Graf ukazuje směrodatnou odchylku změn při zapracování dat z družice Aeolus při atmosférickém tlaku 200 hPa (přibližně odpovídá nadmořské výšce 12 kilometrů).
Zdroj: https://www.esa.int/

Po navedení na oběžnou dráhu prošel Aeolus dalšími zevrubnými zkouškami a necelý rok po startu byl nucen přepnout na záložní laser. Všechny zmíněné (a mnohé další konkrétně nezmíněné) patálie se však ve výsledku vyplatily, protože evropská mise zaměřená na vítr doslova triumfovala. Data z družice Aeolus nyní používá většina hlavních organizací pro předpovědi počasí na celém světě – jmenovat můžeme například Evropské středisko pro střednědobé předpovědi počasí (ECMWF), Météo-France, UK Met Office, Deutscher Wetterdienst (DWD), nebo Indické národní středisko pro střednědobé předpovědi počasí (NCMRWF). Mnoho úspěchů mise (včetně ekonomických přínosů, které byly vyčísleny na více než 3,5 miliardy Euro) způsobily, že nástupnická mise označovaná Aeolus-2 bude vypuštěna do deseti let.

Družice Aeolus svým globálním mapováním větru překonala očekávání.
Zdroj: https://www.esa.int/

Družice Aeolus nese přístroj ALADIN, což je v Evropě vytvořený Dopplerovský větrný lidar. Jeho laser vystřeluje do zemské atmosféry pulsy ultrafialového světla a palubní detektor zachytává stopy tohoto světla, které se rozptýlilo na molekulách vzduchu, vlhkosti či aerosolech (prachu) a vrátilo zpět. Z drobných změn vlastností přijatého světla můžeme změřit, jak rychle se tyto částice vzdalují od družice Aeolus a z toho je možné určit rychlost větru. Během své čtyři a půl roku trvající služby, při které 16× denně oběhl Zeměkouli, kterou kompletně pokryl jednou týdně, vypustil ALADIN více než sedm miliard laserových pulsů.

Jak Aeolus zlepšuje předpovědi počasí. Záporné hodnoty znamenají zlepšení předpovědi.
Zdroj: https://www.esa.int/

S nemalou pomocí expertů v pozemních střediscích se více než 99,5 % nasbíraných dat dostalo k uživatelům (hlavně tvůrcům předpovědí počasí) během tří hodin. Přínosy takového postupu byly mimořádné. Od chvíle, kdy ECMWF začal v roce 2020 do svých modelů zapracovávat data z družice Aeolus, se tato družice stala jedním z nástrojů s největším dopadem svých pozorování vůbec. Z velké části tyto přínosy spočívají ve skutečnosti, že Aeolus může měřit vítr i na místech, ze kterých máme jinak jen málo údajů. Když byla letadla během výluky způsobené pandemií COVID-19 odstavena, družice Aeolus dokázala přispět chybějícími údaji a zaplnit tak mezeru v předpovědích počasí.

10. března 2019 se Velká Británie i část kontinentální Evropy potýkala se silným větrem. Takto zachytila situaci družice Aeolus.
Zdroj: http://www.esa.int

Výzkumníkům se navíc nedávno podařilo prokázat, že data z družice Aeolus mohou zlepšit předvídání hurikánů v oblastech Země, kde průzkumné lety nebývají tak časté – především v oblastech tropů. Misi Aeolus podpořila úzká celoevropská spolupráce více než čtyřiceti odborníků, kteří tvoří datový, inovační a vědecký klastr Aeolus (DISC). Roky spolupráce a ověřovacích činností, které DISC provedl, včetně desítek tisíc nalétaných kilometrů při terénních zkouškách v Grónsku a na Kapverdách, pomohly vyladit a vylepšit možnosti přístroje samotného i kvalitu jím poskytovaných dat. V minulých letech se mezinárodní organizace Joint Aeolus Tropical Airborne Campaign (JATAC) rozhodla rozšířit své možnosti a zároveň i uplatnění dat z družice Aeolus a zaměřila se na využití těchto dat k měření úlohy aerosolů v procesu tropického počasí.

Družice Aeolus sledovala také výron popela do atmosféry po výbuchu sopky Hunga Tonga na začátku roku 2022.
Zdroj: https://www.esa.int/

Aeolus však pomohl i s dalšími výzkumy. Co se týče aerosolů v atmosféře, pak můžeme říct, že Aeolus poskytl jedinečný pohled na projevy vulkanické činnosti. Družice byla schopna sledovat především vývoj situace po výbuchu sopky Hunga Tonga v lednu 2022 a v roce 2019 sledovala zbrusu nový atmosférický fenomén, který nastal po výbuchu sopky Raikoke. Data o větru z družice Aeolus také pomohla zlepšit modely šíření sopečného popela atmosférou s výraznými přínosy pro bezpečnost leteckého provozu. Ani tím však výčet úspěchů nekončí. Další inovativní projekty využily data z družice Aeolus k lepšímu pochopení celé řady procesů – od chování pouštního prachu v atmosféře, přes oceánskou biochemii až po studium větrů těsně nad hladinou moří.

Data nasbíraná přístrojem Aladin po aktivaci druhého laseru. Vpravo je situace nad Tureckem, vlevo nad Jižním oceánem.
Zdroj: https://www.esa.int

Získané výsledky pomohou lépe připravit budoucí mise programu Earth Explorer, jako je třeba společná evropsko-japonská mise EarthCARE, která ponese podobný lidar pro měření oblačnosti a aerosolů v atmosféře. „Mise Aeolus byla triumfem evropské inovace, spolupráce a technické dokonalosti,“ uvedla ředitelka programů pozorování Země pod hlavičkou ESA, Simonetta Cheli a dodala: „Aeolus je dalším příkladem toho, jak mise z evropského programu Earth Explorers fungují nad očekávání dobře a dává nahlédnout do buducnosti našeho programu Future EO. Přínosy této mise budou žít ještě dlouho poté, co družice opustí oběžnou dráhu. Aeolus vyšlapal cestu budoucím operačním misím jako je Aeolus-2.“

Animovaný gif složený ze dat družice Aeolus mezi 1 prosince 2020 a 1. únorem 2021. Na začátku prosince byl polární vítr v normě, ale od poloviny měsíce se začaly objevovat modré skvrny a vítr oproti standardní situaci nabral západní směr,

Animovaný gif složený z dat družice Aeolus mezi 1. prosincem 2020 a 1. únorem 2021. Na začátku prosince byl polární vítr v normě, ale od poloviny měsíce se začaly objevovat modré skvrny a vítr oproti standardní situaci nabral západní směr,
Zdroj: https://www.esa.int/

Přeloženo z:
https://www.esa.int/