A jövő infravörös detektora

Az ISS-en csaknem egy évig tesztelték a NASA továbbfejlesztett infravörös detektorát – teljes sikerrel.

A új detektor a kompakt termikus képalkotó kamerába (CTI, Compact Thermal Imager) került. A berendezéssel a tesztidőszakban több mint 15 millió felvételt készítettek a Földről, a képek minősége a szakemberek minden várakozását felülmúlja, különösen a tüzek esetében. Rendkívül részletes felvételek készültek például a 2019/20 fordulóján Ausztráliában négy hónapon keresztül pusztító tüzekről. A CTI 80 méter felbontású felvételein pontosan azonosítani lehetett a tűz terjedési frontjának alakját és helyét, valamint mindenkori távolságát a lakott területektől.

Az elmúlt két évtizedben a tüzeket vizsgáló kutatók általában azokra a közepes (375–1000 méter) felbontású felvételekre támaszkodtak, amelyeket a MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) és a VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) szenzorokkal készítettek. A próbák során a CTI-vel a MODIS-hoz képest 190-szer, a VIIRS-nél pedig 20-szor jobb felbontást értek el. A bemutatott első két kép hátterét a Landsat–8 OLI (Operational Land Imager) műszerével természetes színekben készített felvétel adja. Erre másolták rá a CTI-vel 2019. november 1-jén az Ausztrália Új-Dél-Wales tartományában található Gondwana esőerdőben pusztító tüzekről készült felvételt. Az alsó képre rámásolták a VIIRS detektorral ugyanazon a napon végzett mérések eredményét is (piros négyzetek). A harmadik képen a CTI méréseivel együtt az ESA Sentinel–2 műholdjával ugyanakkor, ugyanarról a területről mért adatok is láthatók.

Kiterjedt bozóttüzek 2019. november 1-jén az Ausztrália Új-Dél-Wales tartományában található Gondwana esőerdőben a CTI detektor mérései alapján. (Kép: NASA EO / Lauren Dauphin)

A fenti kép a VIIRS detektorral mért adatokkal kiegészített változata. (Kép: NASA EO / Lauren Dauphin)

A CTI és az ESA Sentinel–2 műholdjának mérései ugyancsak 2019. november 1-jén. (Kép: NASA EO / Lauren Dauphin)

A CTI-t ezzel a tíz hónapos mérési periódussal próbálták ki először a világűrben. A kísérlet során a felvételek minőségén és tartalmán kívül elsősorban arra voltak kíváncsiak, hogy lehet összehangolni a CTI működését a kisebb felbontású műszerekével. A MODIS és a VIIRS poláris napszinkron pályákon keringő műholdakon dolgozik, amely műholdak minden nap nagyjából 10:30, illetve 13:30 helyi időkor repülnek el egy adott terület fölött. Ezzel szemben az ISS naponta különböző időpontokban és eltérő helyi időben, azaz mindig más megvilágítási viszonyok mellett repül el a különböző területek fölött. A felvételek jól kiegészítik egymást, mert a tüzeket vizsgáló szakemberek számára fontosak a más megvilágítás mellett, elsősorban a hajnalban és alkonyatkor készült felvételek, ilyenek készítésére viszont a napszinkron műholdakról nincs lehetőség. (Elvben lehetséges lenne, de ahhoz speciálisan erre a célra ennek megfelelő helyi időben elrepülő napszinkron műholdat kellene pályára állítani, amelynek felvételei viszont más célokra kevésbé lennének alkalmasak.)

A CTI-t a NASA Goddard Űrközpontjában készítették, a QmagiQ céggel együttműködve, a fejlesztést a NASA Earth Science Technology Office finanszírozta. A műszer a NASA Robotic Refueling Mission 3, az ISS külső részén üzembe állított műszercsomag potyautasaként került az ISS-re, amely berendezést 2018 decemberében a Dragon CRS-16 küldetéssel vitték a világűrbe. A CTI lelke A Landsat–8 műholdon már működő, és a (2021-ben induló) Landsat–9 fedélzetére is felkerülő termikus infravörös szenzor (TIRS, Thermal Infrared Sensor) detektorának továbbfejlesztett változata, a rétegezett szuperrácsnak (SLS, strained layer superlattice) nevezett detektor. Az SLS-ben félvezető lapra több száz, különböző anyagból készült, ezért különböző hullámhosszakra érzékeny, nagyon vékony réteget visznek fel, így tudják mintegy 10-szeresére növelni az érzékenységet. Az SLS magasabb hőmérsékleten dolgozik (a folyékony nitrogén hőmérsékletén, azaz 70 kelvinen, szemben a korábbi detektorok 42 kelvines üzemelési hőmérsékletével), és nagyobb érzékenységű, valamint szélesebb spektrális tartományt fog át, mint a TIRS detektor. A magasabb üzemi hőmérsékletnek köszönhetően könnyebb a detektort hűteni, ennek köszönhetően az SLS kisebb és olcsóbb a korábbi detektoroknál. A sikeres teszteknek köszönhetően várható, hogy a Landsat–10-re, valamint a jövő bolygókutató küldetéseire már az új típusú detektor kerül.

Kapcsolódó cikkek:
A csernobili erdőtűz az űrből
Extrém bozóttüzek Ausztráliában
Égő olajfinomító
Az amazóniai erdőtüzekről
Globális tűzatlasz
Tűznyomok az űrből

Kapcsolódó linkek:
Földi tüzek megfigyelése az űrállomásról (NASA EO)
QmagiQ (quantum imaging)
A CTI és az SLS technológia (NASA)