Операция АйсБридж

Операция IceBridge ( OIB ) представляла собой миссию НАСА по мониторингу изменений в полярных льдах с помощью воздушных платформ для преодоления разрыва в наблюдениях между спутниковыми миссиями ICESat и ICESat-2 . В программе, которая длилась с 2009 по 2019 год, использовались различные самолеты, оснащенные современными приборами для измерения высоты, толщины льда и топографии подстилающих пород. Собранные данные помогли ученым понять динамику льда, что способствовало созданию прогнозных моделей льда и повышения уровня моря. IceBridge сыграл решающую роль в открытии самого длинного каньона на Земле под ледниковым щитом Гренландии .

История программы

С 2003 по 2009 год НАСА использовало космический лазерный высотомер ICESat для наблюдения за полярными льдами. ICESat был закрыт в 2009 году из-за технической неисправности, в результате чего НАСА осталось без спутника, предназначенного для наблюдения за льдом. Спутник нового поколения ICESat-2 был запущен в сентябре 2018 года. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Чтобы вести ежегодные наблюдения за ледяными щитами и морским льдом, НАСА представило программу IceBridge, призванную «ликвидировать разрыв» между спутниковыми миссиями. В программе используются авиационные платформы для проведения воздушных измерений полярных регионов.

Полеты IceBridge начались в марте 2009 года. ^{[ 4 ]} в кампании «Арктическая весна», базирующейся на авиабазе Туле в Гренландии. Полеты в Южном полушарии начались во время первой кампании «Австралийской весны» в октябре 2009 года с базой в Пунта-Аренас , Чили. Полеты во время полевых кампаний могут включать либо специальные полеты по наземному и морскому льду , либо их комбинацию, в зависимости от ограничений платформы, погоды и местоположения. На сегодняшний день, начиная с 2009 года, проводились весенние кампании в Арктике и Антарктике, а также полеты по мониторингу летнего таяния ледников Аляски каждый год, начиная с 2009 года. Дополнительные кампании проводились летом в Арктике и в Восточной Антарктиде.

Платформы

Полеты IceBridge начались в марте 2009 года с использованием Lockheed P-3 Orion в Арктике, а позже в том же году последовал Douglas DC-8 в Антарктике. На протяжении всей программы использовались и другие самолеты, такие как King Air B-200 , Gulfstream V и Guardian Falcon . ^{[ 5 ]}

Есть компромиссы в использовании самолета вместо спутника. Одним из недостатков является то, что спутник может наблюдать гораздо более широкую территорию. Кроме того, спутники проводят измерения постоянно, в то время как измерения с самолетов IceBridge ограничиваются ежегодными кампаниями продолжительностью в несколько недель. Однако самолеты имеют то преимущество, что могут нести больше инструментов, менять или модернизировать инструменты от кампании к кампании и нацеливаться на интересные с научной точки зрения области вместо того, чтобы следовать по фиксированному маршруту. Кроме того, некоторые инструменты, такие как ледопроникающий радар, работают только на меньших высотах, которые доступны таким самолетам, как P-3 Orion и DC-8. ^{[ 2 ]}^{[ 5 ]}

Инструменты

Самолеты IceBridge оснащены набором специализированных научных инструментов. Среди них — бортовой топографический картограф — лазер, измеряющий высоту поверхности льда. Также на борту находится гравиметр — прибор, способный измерять форму полостей во льду. На борту имеется множество другого оборудования, в том числе датчик земли, растительности и льда, многоканальный когерентный радиолокационный эхолот, снежный радар, радар-высотомер Ku-диапазона, магнитометр и цифровая картографическая система. ^{[ 5 ]}

Лазерные высотомеры

Воздушный топографический картограф (АТМ) – бортовой топографический картограф (АТМ) представляет собой лазерный высотомер, который отражает лазерный луч от поверхности льда и измеряет, сколько времени требуется, чтобы вернуться обратно. Объединив эти временные данные с информацией о положении и положении самолета, исследователи могут рассчитать высоту льда. Пролетая над одними и теми же участками льда год за годом, они могут построить временной ряд изменений высоты. Этот инструмент работает аналогично лидару , используемому в ICESat, и помогает вести учет изменений высоты до тех пор, пока ICESat-2 не начнет работать. ^{[ 6 ]}

Датчик наземной растительности и льда (LVIS) — Датчик наземной растительности и льда (LVIS) представляет собой лазерный высотомер, оптимизированный для работы на больших высотах. LVIS был создан учеными из Лаборатории лазерного дистанционного зондирования Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. LVIS летал на самых разных самолетах, таких как P-3, DC-8, B-200 и HU-25C Guardian Falcon НАСА, а также Gulfstream GV NSF. Летая на большей высоте, LVIS может обследовать большие территории и расширяет дальность действия IceBridge. ^{[ 7 ]}

Радары

В операции IceBridge используется до четырех различных радиолокационных приборов, находящихся в ведении Центра дистанционного зондирования ледяных покровов (CReSIS) Канзасского университета . Университет Индианы предоставляет услуги по управлению данными для деятельности CReSIS в рамках операции IceBridge. ^{[ 8 ]}

Многоканальный когерентный радиолокационный эхолот (MCoRDS) — Многоканальный когерентный радиолокационный эхолот (MCoRDS) используется для измерения толщины льда и составления карты подо льдом. Этот инструмент использует несколько каналов и широкий диапазон радиолокационных частот для получения изображений внутренних слоев льда и коренных пород под ледяными щитами. Информация о подледном рельефе полезна для моделирования ледниковых щитов. ^{[ 9 ]}

Снежный радар . Снежный радар CReSIS используется для измерения толщины слоев снега на поверхности суши и морского льда. Измерение толщины снега имеет решающее значение для оценки толщины морского льда. ^{[ 10 ]}

Радарный высотомер Ku-диапазона - IceBridge также оснащен радиолокационным высотомером Ku-диапазона , который может проникать сквозь слои снега и измерять высоту поверхности морского и материкового льда. ^{[ 11 ]}

Накопительный радар . Накопительный радар используется для сбора данных высокого разрешения о верхней части льда. Глядя на самую верхнюю часть льда, исследователи могут составить карту прошлых темпов накопления снега. ^{[ 12 ]}

Картографические инструменты

Цифровая картографическая система (DMS) . Цифровая картографическая система (DMS), созданная исследователями Исследовательского центра Эймса НАСА, представляет собой бортовую систему цифровых изображений, которая используется для обнаружения отверстий в морском льду и создания карт полярных льдов с высоким разрешением. Инструмент DMS представляет собой обращенную вниз цифровую камеру, которая снимает несколько отдельных кадров, которые с помощью компьютерного программного обеспечения объединяются в мозаику изображений. ^{[ 13 ]}

Гравиметр — в операции IceBridge также используется прибор для измерения силы тяжести, известный как гравиметр . Этот прибор измеряет силу гравитационных полей под самолетом, что исследователи могут использовать для определения формы водных полостей под плавающими шельфовыми ледниками. Поскольку вода менее плотная, чем скала, области плавающего льда имеют более слабые гравитационные поля, чем области, находящиеся под камнем. ^{[ 14 ]}

Магнитометр . НАСА P-3 Orion оснащен магнитометром , который можно использовать для сбора данных о свойствах подоледных пород. Плотность и магнитные свойства можно использовать для определения типа коренных пород, что полезно для определения подледных базальных условий. ^{[ 15 ]}

Исследовать

Проект, возглавляемый ученым Джозефом МакГрегором из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, использует набор бортовых научных инструментов для получения трехмерного изображения арктических и антарктических льдов. ^{[ 16 ]} Цели миссии — отслеживать изменения в полярных льдах, собирать данные для прогнозных моделей льда и повышения уровня моря и устранять разрыв в измерениях между спутниками НАСА ICESat и ICESat-2. IceBridge достигает этого, собирая данные о ледниковых покровах, ледниках и морском льду. Ледник Пайн-Айленда является одним из таких направлений. Там участники операции IceBridge наблюдали за нижней частью ледникового покрова с помощью современного радара, а также внимательно следили за областью ледника Пайн-Айленд, известной как ледяной язык, который, если бы он растаял, позволил бы значительной части ледника скатиться в море Амундсена . ^{[ 2 ]}

об открытии самого длинного каньона на Земле под ледниковым щитом Гренландии. В августе 2013 года на основе анализа данных операции IceBridge было сообщено ^{[ 17 ]}

Информационно-пропагандистская деятельность и сотрудничество

Второй год подряд операция НАСА IceBridge сотрудничает с программой CryoVEx Европейского космического агентства, запуская самолеты низко над арктическим морским льдом, в то время как спутник ESA CryoSat находится на орбите над ним. В этом видео научный сотрудник проекта IceBridge Майкл Штудингер обсуждает преимущества долгосрочного совместного набора данных, который создают агентства.

В 2012 году пять учителей были приглашены на борт самолета НАСА P-3B для полета на высоте 500 метров (1600 футов) над ледниками Гренландии в рамках операции IceBridge.

Ссылки

^ «Успешная миссия НАСА по изучению ледяных облаков и поднятия суши подходит к концу» . НАСА. 27 августа 2010 г. Проверено 31 августа 2010 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Гамильтон, Джон (30 октября 2009 г.). «НАСА запускает миссию по отслеживанию полярных льдов с помощью самолета» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР . Проверено 25 февраля 2011 г.
^ Рамсайер, Кейт (15 марта 2017 г.). «ICESat-2 НАСА обеспечит большую глубину прогнозов морского льда» . НАСА.
^ «Кампании НАСА IceBridge» . НАСА . Проверено 20 июня 2018 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Айсбридж Самолеты и инструменты» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.
^ «Авиационно-топографический картограф (АТМ)» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.
^ «Датчик земли, растительности и льда (LVIS)» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.
^ Бертолуччи, Джефф (13 мая 2013 г.). «Эстака НАСА через полярные льды: один ухабистый проект по работе с большими данными» . Информационная неделя . Проверено 22 мая 2013 г.
^ «Многоканальный когерентный радиолокационный эхолот (MCoRDS)» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.
^ «Снежный радар» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.
^ «Радарный высотомер Ку-диапазона» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.
^ «Накопительный радар» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.
^ «Цифровая картографическая система (DMS)» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.
^ «Гравиметр» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.
^ «Магнетометр» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.
^ «Главная страница операции IceBridge» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.
^ Оскин, Бекки (30 августа 2013 г.). «Большой каньон Гренландии обнаружен подо льдом» . Наука о жизни.

Внешние ссылки

Операция IceBridge на NASA.gov
Антарктическая коренная порода: визуализации на NASA.gov
«Миссия НАСА IceBridge вносит вклад в создание новой карты Антарктиды» . НАСА. 4 июня 2013 г.

[NASA-1] «Успешная миссия НАСА по изучению ледяных облаков и поднятия суши подходит к концу» . НАСА. 27 августа 2010 г. Проверено 31 августа 2010 г.

[npr-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Гамильтон, Джон (30 октября 2009 г.). «НАСА запускает миссию по отслеживанию полярных льдов с помощью самолета» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР . Проверено 25 февраля 2011 г.

[3] Рамсайер, Кейт (15 марта 2017 г.). «ICESat-2 НАСА обеспечит большую глубину прогнозов морского льда» . НАСА.

[4] «Кампании НАСА IceBridge» . НАСА . Проверено 20 июня 2018 г.

[NASA2-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Айсбридж Самолеты и инструменты» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.

[6] «Авиационно-топографический картограф (АТМ)» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.

[7] «Датчик земли, растительности и льда (LVIS)» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.

[8] Бертолуччи, Джефф (13 мая 2013 г.). «Эстака НАСА через полярные льды: один ухабистый проект по работе с большими данными» . Информационная неделя . Проверено 22 мая 2013 г.

[9] «Многоканальный когерентный радиолокационный эхолот (MCoRDS)» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.

[10] «Снежный радар» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.

[11] «Радарный высотомер Ку-диапазона» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.

[12] «Накопительный радар» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.

[13] «Цифровая картографическая система (DMS)» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.

[14] «Гравиметр» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.

[15] «Магнетометр» . НАСА . Проверено 28 декабря 2012 г.

[16] «Главная страница операции IceBridge» . НАСА . Проверено 26 декабря 2012 г.

[17] Оскин, Бекки (30 августа 2013 г.). «Большой каньон Гренландии обнаружен подо льдом» . Наука о жизни.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]