ดาวเทียม ‘เปลี่ยนเกม’ ที่ปล่อยจากแคลิฟอร์เนียจะวัดน้ำ

ภารกิจพื้นผิวน้ำและภูมิประเทศในมหาสมุทรระหว่างประเทศหรือที่เรียกว่า SWOT ได้ยกขึ้นจากจรวด SpaceX Falcon 9 จากฐานทัพอวกาศ

SWOT ปล่อยดาวเทียมจรวด SpaceX Falcon 9 เปิดตัวพร้อมกับยานอวกาศ Surface Water and Ocean Topography (SWOT) เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม 2022 จากฐานทัพอวกาศ ภารกิจนี้เป็นความพยายามร่วมกันระหว่าง NASA และหน่วยงานอวกาศฝรั่งเศส Centre National d’Études Spatiales จะสำรวจน้ำมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของพื้นผิวโลก และวัดความสูงของน้ำในแหล่งน้ำจืดและมหาสมุทร หน่วยงานทั้งสองได้ร่วมมือกันมานานหลายทศวรรษเพื่อตรวจสอบมหาสมุทรของโลก และ SWOT คือก้าวต่อไปของความร่วมมือของพวกเขา

ข้อมูลเชิงลึกจากการตรวจวัดของ SWOT จะแสดงให้เห็นว่ามหาสมุทรมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไร รวมถึงผลกระทบจากภาวะโลกร้อนที่ส่งผลกระทบต่อทะเลสาบ แม่น้ำ และอ่างเก็บน้ำ ข้อมูลของดาวเทียมยังสามารถช่วยให้ชุมชนเตรียมพร้อมรับมือกับน้ำท่วมและภัยพิบัติอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับน้ำได้ดีขึ้น ซึ่งกำลังเพิ่มขึ้นเนื่องจากวิกฤตสภาพอากาศ

แม้ว่าน้ำจะมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตบนโลก แต่น้ำยังกำหนดสภาพอากาศและสภาพอากาศของเราด้วย เนื่องจากน้ำกักเก็บและเคลื่อนย้ายคาร์บอนและความร้อนที่ติดอยู่ในชั้นบรรยากาศโดยการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การสำรวจทรัพยากรนี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจงบประมาณน้ำทั่วโลก โดยประเมินแหล่งที่มาหลัก แหล่งที่มาเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร และผลกระทบที่จะมีต่อสภาพแวดล้อมต่างๆ

คำถามสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์มีเกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างชั้นบรรยากาศของโลกและมหาสมุทรทั่วโลก และมันจะเร่งให้เกิดภาวะโลกร้อนได้อย่างไร”เราจะสามารถเห็นสิ่งที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน” เบนจามิน แฮมลิงตัน นักวิทยาศาสตร์วิจัยที่ Sea Level and Ice Group ในห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA กล่าว

“เราจะสามารถติดตามการเคลื่อนที่ของน้ำรอบโลกระหว่างมหาสมุทรและผืนดิน สามารถสร้างการเชื่อมต่อเหล่านี้ได้ และเข้าใจอย่างแท้จริงว่าน้ำอยู่ที่ไหน ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง สิ่งนี้สำคัญมากเพราะเรารู้เกี่ยวกับสภาพอากาศ เปลี่ยนที่วัฏจักรของน้ำเร่งขึ้น หมายความว่า บางพื้นที่มีน้ำมากเกินไป บางพื้นที่มีไม่พอ”เครื่องมือของดาวเทียมจะรวบรวมข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับลักษณะน้ำจืดและมหาสมุทรด้วยความละเอียดสูง

หลังจากพัฒนามาหลายปี Ka-band Radar Interferometer หรือ KaRIn ของ SWOT ก็พร้อมที่จะบินแล้ว เครื่องมือนี้จะสามารถตรวจจับคุณลักษณะที่เล็กกว่าดาวเทียมระดับน้ำทะเลได้ถึง 10 เท่าตัวอย่างเช่น การตรวจสอบภาคพื้นดินและดาวเทียมในปัจจุบันจะรวบรวมข้อมูลของทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดในโลกเพียงไม่กี่พันแห่ง ในขณะที่ SWOT จะเพิ่มจำนวนทะเลสาบดังกล่าวเป็นมากกว่า 1 ล้านทะเลสาบ

นักวิจัยที่ศึกษาแหล่งน้ำต้องพึ่งพาเครื่องมือที่ใช้วัดที่จุดเฉพาะ เช่น มาตรวัดแม่น้ำหรือมหาสมุทร ในทำนองเดียวกัน ดาวเทียมในอวกาศก่อนหน้านี้ได้รวบรวมข้อมูลที่จำกัดมากขึ้น ซึ่งไม่สามารถระบุความลึกที่แท้จริงของแหล่งน้ำบนโลกได้ ตัวอย่างหนึ่งของอุปสรรคในการรวบรวมค่าที่แม่นยำคือ แม่น้ำที่สูงชันไม่ปรากฏกว้างขึ้นหรือแคบลง แม้ว่าจะมีน้ำไหลผ่านมากขึ้นก็ตาม

แต่เครื่องมือเรดาร์ของ KaRIn สามารถรวบรวมการวัดผ่านเมฆที่ปกคลุมและความมืดของกลางคืน เสาอากาศทั้งสองอยู่ที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของบูมยาว 33 ฟุตบนดาวเทียม เสาอากาศเหล่านี้ส่งสัญญาณคลื่นเรดาร์ไปยังผิวน้ำและรับสัญญาณกลับมา

Daniel Esteban-Fernandez ผู้จัดการเครื่องมือ KaRin ของ NASA’s Jet Propulsion Laboratory ในเมือง Pasadena กล่าวว่า “สำหรับน้ำจืด นี่จะเป็นการก้าวกระโดดควอนตัมในแง่ของความรู้ของเรายานอวกาศจะมองเห็นแม่น้ำเกือบทั้งหมดที่กว้างกว่า 330 ฟุต และจับภาพแม่น้ำเหล่านั้นในแบบ 3 มิติเป็นครั้งแรก รวมทั้งวัดลักษณะของมหาสมุทรที่มีความกว้างน้อยกว่า 60 ไมล์

“SWOT จะทำให้เราเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำในแม่น้ำและทะเลสาบของเราทั่วโลก” แทมลิน พาเวลสกี้ หัวหน้าทีมวิทยาศาสตร์น้ำจืด SWOT ของ NASA ประจำมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา แชปเพิลฮิลล์ กล่าว “มันจะเป็นตัวเปลี่ยนเกมอย่างแท้จริง”

ข้อมูลจาก SWOT สามารถช่วยนักวิจัยเติมเต็มช่องว่างความรู้ในขณะที่พวกเขาพยายามทำความเข้าใจผลกระทบที่กระเพื่อมของวิกฤตสภาพภูมิอากาศ เช่น การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลตามแนวชายฝั่งและพื้นที่ที่อาจมีแนวโน้มที่จะเกิดน้ำท่วมมากขึ้น เพื่อคาดการณ์ระดับน้ำที่สูงขึ้นในอนาคตได้ดีขึ้น

วิกฤตสภาพอากาศยังกระตุ้นให้เกิดสภาพอากาศที่รุนแรง เช่น ภัยแล้งและฝนที่ตกหนัก เครื่องมือของดาวเทียมสามารถตรวจสอบทั้งสองอย่างและให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเตรียมพร้อมรับมือภัยพิบัติและหน่วยงานจัดการน้ำ

ที่หนึ่งโดยเฉพาะที่อาจได้รับประโยชน์จากการติดตามของ SWOT คืออลาสก้า แม้ว่ารัฐนี้จะอยู่บริเวณชายขอบของเส้นอาร์คติกเซอร์เคิล แต่ก็มีทรัพยากรน้ำผิวดินประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ในสหรัฐอเมริกา รวมถึงแม่น้ำมากกว่า 12,000 สายและทะเลสาบหลายแสนแห่ง ขนาดของพื้นที่และภูมิประเทศที่ทุรกันดาร ตลอดจนการเข้าไม่ถึงโดยทั่วไป เป็นอุปสรรคต่อการวัดปริมาณน้ำในอลาสกา

“SWOT จะช่วยให้เราเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นในอลาสกาทางอุทกวิทยาในแบบที่เราไม่เคยมีมาก่อน” พาเวลสกี้กล่าว”นั่นเป็นเรื่องสำคัญ เพราะอลาสก้าซึ่งอยู่ในแถบอาร์กติกก็เป็นสถานที่ในสหรัฐอเมริกาที่ประสบกับภาวะโลกร้อนมากที่สุดเช่นกัน หากคุณอยากรู้ว่าเหตุใดจึงสำคัญ ลองนึกถึงจำนวนทรัพยากรที่เราได้รับจากอลาสก้า”การเข้าถึงของภารกิจ SWOT หมายความว่าดาวเทียมจะสามารถตรวจสอบพื้นที่อื่น ๆ ของโลกได้อย่างสม่ำเสมอซึ่งก่อนหน้านี้ทรัพยากรน้ำยากที่จะประเมินได้”มันจะเป็นการเปลี่ยนแปลงในความสามารถของเราในการให้ข้อมูลที่จะปรับปรุงชีวิตประจำวันและการดำรงชีวิตของเกือบทุกคนบนโลกในท้ายที่สุด” แฮมลิงตันกล่าว

 

Releated