ΔΙΔΥΜΟΙ ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ GRACE-FO

Παρατηρητές των κινήσεων του νερού της Γης

Καλλιτεχνική απεικόνιση των δίδυμων διαστημοσυσκευών GRACE-FO. Οι δύο κόκκινες και η λευκή γραμμή αναπαριστούν τις ακτίνες που εκπέμπουν τα δύο σκάφη για να υπολογίζουν τη μεταξύ τους απόσταση σε κάθε χρονική στιγμή

Οι δύο αμερικανογερμανικοί δορυφόροι GRACE-FO, συνεχιστές του προγράμματος παρατήρησης του κύκλου του νερού στον πλανήτη, που είχε ξεκινήσει το 2002 με το δίδυμο των προκατόχων τους, τους δορυφόρους GRACE, τέθηκαν με επιτυχία, στις 22 Μάη, σε τροχιά ύψους 490 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης. Ο πύραυλος Falcon 9 της «SpaceX», με τον οποίο εκτοξεύτηκαν από τη στρατιωτική βάση Βάντερμπεργκ στην Καλιφόρνια, έθεσε στη συνέχεια σε υψηλότερη τροχιά και 5 νέους δορυφόρους του αστερισμού τηλεπικοινωνιακών δορυφόρων Iridium.
Οι δίδυμοι δορυφόροι απελευθερώθηκαν σε αντίθετες κατευθύνσεις με σχετική μεταξύ τους ταχύτητα 0,3 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Ετσι, ο δορυφόρος που κινείται προς τη Γη θα κατέβει σταδιακά σε χαμηλότερη τροχιά, πράγμα που σημαίνει ότι θα βρεθεί να προηγείται ως προς εκείνον που απομακρύνεται από τον πλανήτη. Μερικές μέρες αργότερα, όταν η μεταξύ τους απόσταση γίνει 220 χιλιόμετρα (η βέλτιστη για τις επιστημονικές παρατηρήσεις που θα πραγματοποιήσουν), ο χαμηλότερος δορυφόρος θα πυροδοτήσει τα ακροφύσια πλοήγησης ώστε να ανέβει στο ύψος του άλλου, που επίσης θα πυροδοτήσει, ώστε να σταματήσει να απομακρύνεται, για να βρεθούν τελικά στο ίδιο ύψος.
Πολλά από τα πιεστικά ερωτήματα που καλείται να απαντήσει η επιστημονική μελέτη του κλίματος εξαρτώνται από τη λεπτομερή γνώση της κίνησης του νερού στη Γη. Αλλά η παρακολούθηση του κύκλου του νερού σε παγκόσμια κλίμακα με ακρίβεια δεν είναι εύκολη υπόθεση. Το νερό μπορεί να είναι σε κοινή θέα σε μια λίμνη, ή να βρίσκεται υπόγεια, στον υδροφόρο ορίζοντα. Μπορεί να εξατμιστεί από τη θερμότητα του ηλιακού φωτός που λούζει την επιφάνεια της Γης, ή να αποθηκευτεί για αιώνες στους πάγους των παγετώνων. Μπορεί να βρίσκεται σχεδόν οπουδήποτε, πάνω στην επιφάνεια του πλανήτη, στην ατμόσφαιρα ή κάτω από το έδαφος, από τους σωλήνες ύδρευσης και αποχέτευσης του σπιτιού μας έως το Νότιο Πόλο.

Ανεξάρτητα από το αν είναι σε στερεή, υγρή ή αέρια μορφή, αν είναι ορατό ή αόρατο, έχει μια ιδιότητα που δεν αλλάζει: Τη μάζα του, που ασκεί, όπως κάθε μάζα, βαρυτική έλξη. Παρακολουθώντας τις ανεπαίσθητες διαφορές της βαρύτητας σε κάθε σημείο της υδρογείου, η αποστολή GRACE κατέγραψε λεπτομερώς τις κινήσεις του νερού από το 2002 έως το 2017, από την κορυφή των Ιμαλαΐων, έως τα βάθη των ωκεανών και μέχρι βαθιά μέσα στο έδαφος. Η αποστολή GRACE-FO (Follow-On) θα συνεχίσει με πιο εξελιγμένα τεχνολογικά μέσα το ίδιο έργο παρατήρησης των αλλαγών της κατανομής του νερού στον πλανήτη. Η διατήρηση επί δεκαετίες της συνεπούς καταγραφής των κλιματολογικών δεδομένων και των κινήσεων του νερού είναι κρίσιμη τόσο για την κατανόηση των βραχυπρόθεσμων μεταβολών του κλίματος όσο και των μακροπρόθεσμων. Κι αυτό επειδή μερικά κλιματολογικά μοτίβα εκτυλίσσονται σε βάθος δεκαετιών και μόνο με μακρόχρονη παρατήρηση μπορεί κανείς να εκτιμήσει αν μια πολύχρονη τάση είναι αντιπροσωπευτική μιας μακροπρόθεσμης αλλαγής που συντελείται.
Η αποστολή, κόστους 430 εκατομμυρίων δολαρίων, θα έχει πενταετή χρονική διάρκεια. Για τον υπολογισμό της απόστασης μεταξύ των δίδυμων σκαφών χρησιμοποιούνται ακτίνες λέιζερ που στέλνει το ένα στο άλλο. Οι οφειλόμενες στις ελαφρές μεταβολές της τοπικής βαρύτητας αυξομειώσεις της απόστασης συνδυάζονται με ακριβή γνώση των θέσεων των δύο δορυφόρων με βάση το σύστημα GPS, τη θέση και τον προσανατολισμό τους με βάση τους ανιχνευτές άστρων που διαθέτουν και τις μη βαρυτικές δυνάμεις αδρανείας που μετρώνται από επιταχυνσιόμετρα, ώστε τελικά να υπολογιστεί η κατανομή μάζας στο τμήμα της επιφάνειας της Γης, που βρίσκεται κάθε στιγμή κάτω από τους δορυφόρους GRACE-FO.

Στις επιτυχίες της προηγούμενης αποστολής GRACE περιλαμβάνονται ο εντοπισμός της απώλειας μάζας από τους παγετώνες της Γροιλανδίας, της Ανταρκτικής και των ορέων των ηπείρων, ο υπολογισμός της συνολικής μάζας γλυκού νερού στον πλανήτη, ο εντοπισμός μεταβολών στα βαθιά ωκεάνια ρεύματα και σειρά άλλων ζητημάτων, που έγιναν αντικείμενο 4.300 ερευνητικών δημοσιεύσεων!

1. Τα δίδυμα σκάφη κινούνται με την ίδια ταχύτητα πάνω από τον ωκεανό 2. Καθώς το πρώτο πλησιάζει μια ορεινή μάζα, έλκεται ισχυρότερα λόγω του ελαφρώς ισχυρότερου βαρυτικού πεδίου και απομακρύνεται λίγο από το δεύτερο. 3. Το πρώτο σκάφος απομακρυνόμενο από τη μάζα επιβραδύνεται, ενώ επιταχύνεται το δεύτερο. 4. Επιβραδύνεται και το δεύτερο, μέχρι που να ξανααποκτήσουν και τα δύο την ίδια ταχύτητα πάνω από τον ωκεανό

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγές: http://gracefo.jpl.nasa.gov, http://thehimalayantimes.com