Araştırmacılar, küçük deniz canlılarının fitoplanktonlarla beslenmek için gece derinliklerden yukarı doğru yüzdüğü ve gün doğumundan hemen önce tekrar aşağıya indiği gezegenin en büyük hayvan göçünü ölçmek için uzay tabanlı CALIPSO lidarını kullandı. Kredi bilgileri: NASA / Timothy Marvel
CALIPSO, bir ortak NASA-CNES lidar uydusu, 17 yıllık görevini 2023’te sona erdirdi. CloudSat’ın yanı sıra, hayati önem taşıyan atmosferik bilgiler sunarak 2020 Avustralya orman yangınları ve volkanik patlamalar gibi olayların küresel olarak anlaşılmasını etkiledi. Proje küresel bir bilimsel topluluğu teşvik etti.
Dünyanın iklim, hava durumu ve hava kalitesi anlayışını geliştiren bir lidar uydusu olan CALIPSO, bilimsel görevine 1 Ağustos 2023’te son verdi.
CALIPSO’nun Başarıları
Bulut-Aerosol Lidar ve Kızılötesi Yol Bulucu Uydu Gözlemi, 17 yıllık çalışma boyunca 10 milyardan fazla lidar ölçümü kaydetti ve binlerce bilimsel rapora bilgi sağladı. CALIPSO, NASA ve Fransa’nın Centre National d’Etudes Spatiales/CNES tarafından ortaklaşa ve CloudSat uydusundaki bulut profilleme radar sistemiyle birlikte fırlatıldı.
NASA’nın CALIPSO proje bilimcisi Chip Trepte, “İlk defa, uzayda çalışabilecek gelişmiş bir lidar inşa etmek zorundaydık” dedi. “Sonra CALIPSO lidar profili ölçümlerini CloudSat’ın radar profili ölçümleriyle eşleştirmek için bu uyduyu yakın formasyonda uçurmayı amaçladık.”
NASA Yer Bilimi Bölümü Direktörü Karen St. Germain, CALIPSO bilim ekibini ve bilim topluluğunun diğer üyelerini kutlayan bu mesajı iletti. Kredi bilgileri: NASA
Sensör Teknolojisi
Lidar ve radar “aktif” sensörler olarak kabul edilir çünkü Dünya’ya enerji ışınlarını (CALIPSO durumunda lazer ışığı ve CloudSat durumunda radyo dalgaları) yönlendirirler ve ardından ışınların atmosferdeki bulutlardan ve aerosollerden nasıl yansıdığını ölçerler. . Yörüngedeki diğer bilim araçları, yansıyan güneş ışığını veya Dünya’dan veya bulutlardan yayılan radyasyonu ölçen “pasif” sensörler kullanır. CALIPSO ve CloudSat’tan elde edilen birleştirilmiş veriler, bulut yapıları ve aerosol katmanları hakkında yeni bilgiler sağladı.
Uyduların Yörüngesi ve Gözlemleri
28 Nisan 2006’da birlikte fırlatılan iki uydu, her gün öğleden sonra erken saatlerde ekvatoru geçerek, Kuzey’den Güney kutuplarına doğru Güneş’le eşzamanlı yörüngelerde dünyanın çevresinde dönüyordu. Atmosferin dikey yapısını araştırdılar, bulutların yüksekliğini ve toz, deniz tuzu, kül ve is gibi havadaki parçacık katmanlarını ölçtüler.
Eşsiz ve neredeyse eşzamanlı gözlemler, bilim adamlarının bulut oluşumu, atmosferik konveksiyon, yağış ve parçacık taşınması dahil olmak üzere çeşitli atmosferik süreçlere ilişkin daha karmaşık bir anlayış geliştirmelerine olanak sağladı.
Animasyon, 31 Aralık 2019’dan 5 Ocak 2020’ye kadar NASA’nın Aqua uydusu üzerindeki NASA’nın Orta Çözünürlüklü Görüntüleme Spektroradiometresi (MODIS) cihazından alınan RGB renkli görüntüleri gösteriyor. Avustralya’nın güneydoğu kıyısından Tasman Denizi üzerinden kahverengi bir duman bulutu uzanıyor ve Pasifik Okyanusu’nun ötesine. Üst üste bindirilmiş dikey kesitler aynı günlere ait CALIPSO lidar gözlemlerini göstermektedir. Parlak renkler küçük parçacıkların (aerosoller) varlığını, beyaz renk ise bulutları gösterir. 40 derece güneye yakın kesitlerin her birinde, 14,5 km’nin üzerindeki rakımlarda çıkan yangınlardan kaynaklanan kalın bir duman tabakası görülebilmektedir. Bu katmanların altındaki koyu gölgeleme, opak duman katmanlarının altındaki lidar sinyallerinin bulunmamasından kaynaklanmaktadır. Bu katmanlar çok küçük parçacıklar içerir ve dumana benzer optik özelliklere sahiptir. Katkıda bulunanlar: NASA Langley/Roman Kowch
Önemli Gözlemler
Örneğin, Avustralya’da 2020’de yaşanan büyük orman yangınları sırasında CALIPSO, dumanın Dünya yüzeyinin 9 ila 19 mil üzerinde yükseldiğini gözlemledi. Şimdiye kadar kaydedilen en yüksek bulutlardan biri olan stratosfere ulaşacak kadar yüksekti.
Volkanik kül uçaklar için tehlike oluşturur. İnce, camsı parçacıklar görüş mesafesini etkileyebilir ve motorların durmasına neden olabilir. Winker, “CALIPSO’nun en önemli uygulamalarından biri volkanik patlamalardan kaynaklanan kül bulutlarının varlığını tespit etmek ve yüksekliğini ölçmekti” dedi. “Bu gözlemler, dünya çapındaki Volkanik Kül Danışma Merkezleri tarafından ticari havacıları duman bulutlarına uçmaktan kaçınmaları konusunda uyarmak ve yönlendirmek için kullanıldı.” 2010 yılında İzlanda’da bir yanardağ patladığında, volkanik kül Avrupa üzerinden güneye doğru sürüklenerek birçok ülkenin tüm uçuşları iptal etmesine neden oldu. CALIPSO’nun gözlemleri, bilim adamlarının pilotları uyarmasına olanak tanıdı.
Miras ve Ortaklıklar
Winker, uydunun miraslarından biri olarak CALIPSO veri kullanıcılarının uluslararası topluluğuna dikkat çekti. “Dünya çapında yüzlerce öğrenci lisansüstü araştırmalarında CALIPSO lidar verilerini nasıl kullanacaklarını öğrendi ve artık bir sonraki uydu lidarından gelen verileri kullanmaya hazır olan uluslararası bir topluluk oluşturdu.”
Trepte, “Ortaklıklar, bir veya daha fazla ekibin tek başına mümkün olmayan şeyleri birlikte başarmasına olanak tanıyor” diye ekledi. “CALIPSO için CNES ile ortaklık idealdi” dedi. “Uzay araçları ve Lidar bilimi konusunda uzun bir geçmişleri vardı ve biz de iklim, hava durumu ve hava kalitesi anlayışımızı geliştiren muazzam bir görev inşa edip yürütmeyi başardık.”
NASA’nın Hampton, Virginia’daki Langley Araştırma Merkezi, CALIPSO tarafından taşınan aerosol ölçüm lidarını sağladı. Fransa’nın Toulouse kentindeki Centre National d’Etudes Spatiales veya CNES, CALIPSO uzay aracını sağladı. Montreal, Kanada’daki Kanada Uzay Ajansı veya CSA ve Pasadena, Kaliforniya’daki Jet Propulsion Lab, radarı CloudSat üzerinde oluşturdu. Ball Aerospace Corporation’ın Boulder, Colorado’daki laboratuvarları CloudSat uzay aracını ve yükünü inşa etti. Fibertek CALIPSO lazerini üretti.
Winker, “25 yıl önce tasarladığımız misyonun uzun bir süre boyunca başarıyla yürütüldüğüne dair bir başarı duygusuna sahibim” dedi.