Warum die NASA einen neuen Polarsatelliten startet

An diesem Donnerstag wird ein neuer Erdbeobachtungssatellit ins All starten, wo er Wissenschaftlern helfen wird, das Wetter vorherzusagen und immer häufiger auftretende extreme Wetterereignisse im Auge zu behalten. Der Satellit mit dem Namen Joint Polar Satellite System-2 (JPSS-2) ist Teil eines globalen Beobachtungssystems und ein Produkt einer Partnerschaft zwischen der NASA und der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

„Die Wettersatelliten der NOAA waren noch nie so kritisch, da extreme Wetterereignisse aufgrund des Klimawandels weiterhin häufiger auftreten“, sagte Irene Parker, stellvertretende stellvertretende Administratorin für Systeme bei NOAAs National Environmental Satellite, Data, and Services, in einem Prelaunch-Briefing. „Von 2017 bis September 2022 haben die USA 104 verschiedene Milliarden-Dollar-Katastrophen erlebt. Zum Vergleich: Von 1987 bis 1991 waren es nur 15.“

JPSS-2 wird in den frühen Morgenstunden des 10. November um 4:25 Uhr ET an Bord einer United Launch Alliance Atlas V 401-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien starten. An Bord wird auch ein Test eines aufblasbaren Hitzeschildes namens LOFTID sein, der helfen könnte, schwerere Nutzlasten auf der Erde oder sogar auf anderen Planeten wie dem Mars zu landen.

Vier Personen in weißen Anzügen stehen in einem Reinraum um einen Satelliten herum

a:hover]:text-schwarz [&>a]:schatten-unterstreichen-grau-13 [&>a:hover]:Schatten-Unterstreichen-Schwarzer Text-Grau-13″>JPSS-2 auf der LOFTID-Technologiedemonstration gestapelt.
a:hover]:text-schwarz [&>a]:schatten-unterstreichen-grau-63 [&>a:hover]:shadow-underline-black text-grey-63″>Bild: USSF 30th Space Wing/Aaron M. Ta

NASA und NOAA haben ein ganzes Netzwerk von Satelliten, die auf die Erde gerichtet sind, um ihre Umgebung zu beobachten, einschließlich der Vorgänger von JPSS-2, Suomi NPP und NOAA-20. JPSS-2 wird diese beiden Satelliten in einer polaren Umlaufbahn verbinden, was bedeutet, dass sie die Erde von Pol zu Pol umkreisen und zweimal täglich den gesamten Planeten abdecken.

„Um lokales Wetter vorhersagen zu können, müssen wir das Wetter aus dieser globalen Perspektive beobachten“, sagte Tim Walsh, Direktor des JPSS-Programmbüros der NOAA. „Ein Staubsturm in Afrika kann die Entwicklung eines potenziellen Hurrikans beeinflussen, der die Ostküste treffen könnte. Ein Taifun in Japan könnte einige Tage später hier in Kalifornien zu heftigen Regenfällen führen.“

Der Satellit JPSS-2 wird Messungen mit seinen vier Instrumenten durchführen, darunter die Visible Infrared Imaging Radiometer Suite oder VIIRS, die als „Augen“ des Satelliten fungiert. Es nimmt sichtbares Licht und Infrarotbilder mit einer räumlichen Auflösung von etwa einer Viertelmeile auf, sodass Forscher Merkmale wie Wolkendome, sogenannte überschießende Spitzen, sehen können, die anzeigen können, wie stark ein Gewitter ist. Der Advanced Technology Microwave Sounder oder ATMS kann durch Wolken beobachten, um die Intensität eines Sturms zu sehen, während der Cross-Track Infrared Sounder oder CrIS eine 3D-Ansicht der Atmosphäre erzeugt und die Ozone Mapping and Profiler Suite oder OMPS, untersucht Ozon in der Atmosphäre.

In Kombination werden die Daten dieser Instrumente die Wettervorhersage unterstützen, insbesondere durch die Überwachung des Atlantiks und des Pazifiks. An Land sammeln viele Wetterstationen Daten. Aber Messungen aus den Ozeanen müssen von Wetterbojen durchgeführt werden, von denen es relativ wenige gibt, also müssen diese Daten durch Satellitendaten ergänzt werden. Daten aus dem JPSS-Programm wurden zuvor verwendet, um die Landung des Hurrikans Ian an der Küste Floridas vorherzusagen, und werden derzeit zur Überwachung des Tropensturms Nicole verwendet.

„JPSS-Daten sind ein wichtiger Input für globale numerische Wettervorhersage-Modellierungssysteme in den USA und auf internationaler Ebene“, sagte Jordan Gerth, Meteorologe und Satellitenwissenschaftler beim National Weather Service der NOAA, in einem wissenschaftlichen Briefing. „Die Beobachtungen sind global, die Vorhersagen sind lokal. Mit JPSS ist die Qualität der lokalen Drei- bis Sieben-Tages-Vorhersagen hervorragend.“

„Obwohl der Satellit für die Wettervorhersage entwickelt wurde, ist dies nicht der einzige Grund, warum der Satellit gestartet wird.“

Die NOAA verfügt über einen weiteren Satz von Erdbeobachtungssatelliten, die für die Wettervorhersage verwendet werden und als Geostationary Operational Environmental Satellites oder GOES bezeichnet werden. Aber die GOES-Satelliten sitzen in einer ganz anderen Umlaufbahn als JPSS, in einer geostationären Umlaufbahn 22.300 Meilen über der Erdoberfläche. Das bedeutet, dass jeder GOES-Satellit immer auf denselben Ort auf der Erde gerichtet ist, im Vergleich zu den JPSS-Satelliten, die die gesamte Erde umkreisen und nur 500 Meilen von der Oberfläche entfernt viel näher sitzen.

„Da JPSS viel näher an der Erdoberfläche liegt, können wir verschiedene Arten von Beobachtungen erhalten“, erklärte Gerth. „Wenn wir zum Beispiel die Temperaturstruktur der Atmosphäre oder die Menge an Wasserdampf bestimmen wollen, können uns Instrumente der JPSS-Serie dabei helfen. JPSS liefert uns auch Informationen über die Details unter der Wolkendecke, die sich leicht in Informationen über die Sturmintensität umwandeln und bei der Sturmvorhersage helfen können.“

Zusätzlich zu seinen Wettervorhersageaufgaben werden Daten von JPSS-2 auch bei der Untersuchung anderer Klimabedingungen hilfreich sein. „Obwohl der Satellit für die Wettervorhersage konzipiert ist, ist dies nicht der einzige Grund, warum der Satellit gestartet wird“, sagte Satya Kalluri, Programmwissenschaftlerin beim JPSS-Programm der NOAA. „Der Satellit nimmt zweimal täglich Bilder von der Erde auf, und mit diesen Bildern können wir Dürrebedingungen untersuchen, die für die Vorhersage der Nahrungsmittelproduktivität sehr wichtig sind.“

Andere Anwendungen für die Satellitendaten umfassen die Messung der Ozeanfarbe, die bei der Überwachung der Gesundheit von Ozeanökosystemen und der Identifizierung schädlicher Algenblüten helfen kann. Es kann auch die Luftqualität messen, indem es Smog oder Rauch von Waldbränden identifiziert und Veränderungen der polaren Eiskappen und das Loch in der Ozonschicht beobachtet.

Konsistente Messungen dieser Faktoren über Jahrzehnte sind der Schlüssel zur Aufrechterhaltung von Aufzeichnungen, die es uns ermöglichen, die langfristigen Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen, zusätzlich zu der Rolle von JPSS-2 bei der Vorhersage von Wetterereignissen auf kurze Sicht.

„Wir freuen uns sehr, diesen JPSS-2-Start aufgrund seiner globalen Sammlung von Beobachtungen sehen zu können“, sagte Gerth. „Um gute lokale Wettervorhersagen zu haben, brauchen wir diese globalen Beobachtungen, um unsere Meteorologen zu informieren.“

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