A tengerfelszín vizsgálata az ISS-ről
(Rovat: Az űrállomás és kontinensünk, Navigáció és térképészet - 2015.04.24 07:15.)

A navigációs műholdak jelei visszaverődnek a tengerek felszínéről. De nem vesznek kárba, egy új módszerrel oceanográfiai vizsgálatokra használják azokat.

A Nemzetközi Űrállomásról (ISS) – különösen a Cupola modul üzembe állítása óta – nagyszerű kilátás nyílik a Földre. Az űrhajósok ki is használják a lehetőséget, rendszeresen fényképezik bolygónkat. Ezek a képek azonban jobbára csak a lenyűgöző látvány megörökítése céljából készülnek, a figyelem felkeltését, a közvélemény érdeklődésének az űrtevékenységre irányítását szolgálják, tudományos célra kevésbé alkalmasak. Most, legalább egy szűk területen, talán változik a helyzet, bár az új módszert még csak tesztelik.

Az ESA 2011-ben tette közzé felhívását, olyan javaslatokat vártak, amelyek a Nemzetközi Űrállomás lehetőségeit használják ki tudományosan értékes földmegfigyelésre. A beérkezett számos javaslat közül a GEROSS-ISS koncepciót találták megvalósításra érdemesnek. A GEROSS-ISS (GNSS reflectometry, radio occultation and scatterometry on board the ISS) a navigációs műholdak tengerfelszínről visszaverődő jeleit elemzi. A navigációs műholdak folyamatosan sugározzák jeleiket a mikrohullámú tartományból, amely jelek a Föld felszínéről visszaverődnek.

A GEROSS-ISS ötlete értelmében olyan antennát szerelnek az ISS-re, amelyik egyidejűleg veszi a közvetlenül a navigációs műholdakról érkező, valamint a Földről visszaverődő jeleket. A jelek elemzésével kiszámítható a tengerfelszín magassága, valamint a hullámzás okozta „érdessége”, felszíni egyenetlensége, amiből viszont a felszínközeli szélsebességre következtetnek. Ha a rendszer kísérleti üzeme sikerrel zárul, akkor a mérések kiegészítik a CryoSat és a majdani Sentinel–3 altiméteres, valamint a szél-szóródásmérővel felszerelt műholdak, például a MetOp meteorológia holdak adatait.

A tengerfelszín magassága centiméterben, a jelenlegi műholdas mérések alapján. Ehhez hasonló térképeket állíthatnak majd elő a GEROSS-ISS berendezéssel, de sokkal jobb időbeli és valamivel jobb térbeli felbontással. (Kép: G. Dibarboure / CLS)

A GEROSS-ISS rendszernek köszönhetően az eddiginél jobb térbeli és időbeli felbontás érhető el a trópusi és mérsékelt égövi óceánokon, tengereken. A jelenlegi műholdas mérések 80 km-es térbeli felbontást tesznek lehetővé, 10 naponként. Ha ez kiegészül a visszaverődő navigációs jelek elemzésével, akkor a 10–100 km közötti felbontású, globális térképeket kevesebb mint négynaponként tudják előállítani. A GEROSS-ISS előkísérleteit egyelőre a brit TechDemoSat–1-gyel végzik, de remélik, hogy a NASA készülő CYGNSS miniműholdas konstellációja is segít az előzetes kísérletekben.

Az új rendszerbe az úgynevezett rádióokkultációs megfigyelések lehetőségét is beépítik. Ilyenkor az antenna azokat a jeleket veszi, amelyek a navigációs műhold és a vevő között belemerülnek a légkörbe és ott megtörnek. A hullámok törésének mértékéből előállítható a légnedvesség és a hőmérséklet függőleges profilja (hasonló méréseket végez a MetOp műholdak GRAS műszere). A kutatók reményei szerint, ha az előkészületek sikeresek lesznek, a tényleges GEROSS-ISS mérések 2019 végén kezdődhetnek el és egy éven keresztül folynának. A berendezést teherűrhajó szállítaná az ISS-re, és a robotkarral erősítenék a Columbus modul külső felületére.

A GEROSS-ISS berendezés az ESA által készített Columbus modulon működhet majd – a tervek szerint 2019-től egy éven át. (Kép: ESA / NASA)

A GEROSS-ISS megvalósíthatósági tanulmányát az ESA a General Studies Programme keretében készítteti.