Od svojho štartu pred 16 mesiacmi je to zobrazovací spektrometer EMIT na palube kozmickej lode Medzinárodná vesmírna stanica Preukázaná schopnosť odhaliť viac než len povrchové minerály.

Viac ako rok po tom, čo boli na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS) prvýkrát zistené oblaky metánu z jeho posedu, údaje z nástroja EMIT agentúry NASA sa teraz používajú na určenie emisií skleníkových plynov zo stacionárneho zdroja s účinnosťou, ktorá prekvapila aj jeho konštruktérov.

Poslanie a schopnosti EMIT

EMIT, skratka pre Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, bola spustená v júli 2022 s cieľom zmapovať desať kľúčových minerálov na povrchu suchých oblastí sveta. Tieto poznámky týkajúce sa minerálov, ktoré sú už k dispozícii Výskumníci A verejnosti pomôžu lepšie pochopiť, ako prach stúpajúci do atmosféry ovplyvňuje klímu.

Detekcia metánu nebola súčasťou primárnej misie EMIT, ale dizajnéri prístroja očakávali, že zobrazovací spektrometer bude mať túto schopnosť. Teraz, s viac ako 750 zdrojmi emisií identifikovaných od augusta 2022 – niektoré malé, niektoré vo vzdialených lokalitách a niektoré pretrvávajú v priebehu času – tento nástroj podľa novej štúdie uverejnenej v časopise v tomto ohľade urobil viac, než poskytuje. Pokrok vedy.

EMIT identifikoval skupinu 12 oblakov metánu v oblasti s rozlohou 150 štvorcových míľ (400 štvorcových kilometrov) v južnom Uzbekistane 1. septembra 2022. Prístroj zachytil skupinu na jedinom zábere, ktorý výskumníci nazvali scénou. Zdroj obrázkov: NASA/JPL-Caltech

Emisie metánu a klimatické zmeny

„Spočiatku sme boli trochu opatrní, čo môžeme s týmto prístrojom urobiť,“ povedal Andrew Thorpe, odborník na výskumné technológie z vedeckého tímu EMIT na Kalifornskej univerzite. NASAJet Propulsion Laboratory v južnej Kalifornii a hlavný autor článku. „Prekročilo to naše očakávania.“

Vďaka poznaniu zdroja emisií metánu majú prevádzkovatelia skládok, poľnohospodárskych areálov, ropných a plynárenských zariadení a ďalší producenti metánu možnosť tieto emisie riešiť. Sledovanie emisií metánu spôsobených ľudskou činnosťou je kľúčom k zníženiu klimatických zmien, pretože poskytuje rýchly a relatívne lacný prístup k znižovaniu skleníkových plynov. Metán zostáva v atmosfére asi desať rokov, ale počas tohto obdobia je až 80-krát silnejší pri zachytávaní tepla ako oxid uhličitý, ktorý zostáva po stáročia.

Keď silné vetry na jednom kontinente rozvíria minerálny kamenný prach (ako je kalcit alebo chlorit), vzdušné častice môžu cestovať tisíce kilometrov a zasiahnuť úplne iné kontinenty. Prach suspendovaný vo vzduchu môže ohrievať alebo ochladiť atmosféru a zemský povrch. Na tento efekt zahrievania alebo chladenia sa zameriava misia NASA Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT). Zdroj obrázkov: NASA/JPL-Caltech

Úžasné výsledky

EMIT sa ukázal ako účinný pri zisťovaní zdrojov emisií, ktoré sú veľké (desiatky tisíc libier metánu za hodinu) a prekvapivo malé (až stovky libier metánu za hodinu). Je to dôležité, pretože to umožňuje identifikovať väčší počet „super emitentov“ – zdrojov, ktoré produkujú neúmerné podiely na celkových emisiách.

Nová štúdia dokumentuje, ako na základe prvých 30 dní detekcie skleníkových plynov môže EMIT pozorovať 60 % až 85 % oblakov metánu, ktoré sa zvyčajne vyskytujú pri leteckých kampaniach.

V odľahlom kúte juhovýchodnej Líbye objavil EMIT 3. septembra 2022 oblak metánu, ktorý vypúšťal asi 444 kilogramov za hodinu. Ide o jeden z najmenších zdrojov, ktoré zariadenie doteraz objavilo. Zdroj obrázkov: NASA/JPL-Caltech

Porovnajte s detekciou vo vzduchu

Vo výške niekoľko tisíc stôp nad zemou sú detektory metánu v lietadlách najcitlivejšie, ale aby sa zaručilo odoslanie lietadla, výskumníci potrebujú predbežnú indikáciu, že zaznamenajú metán. Mnohé oblasti nie sú preskúmané, pretože sú považované za príliš vzdialené, príliš rizikové alebo príliš drahé. Okrem toho prebiehajúce kampane pokrývajú relatívne obmedzené oblasti na krátke obdobia.

Na druhej strane, z nadmorskej výšky asi 250 míľ (400 kilometrov) na vesmírnej stanici EMIT zhromažďuje údaje o veľkom pásme planéty – konkrétne v suchých oblastiach medzi 51,6 stupňami severnej a južnej šírky. Zobrazovací spektrometer sníma povrch s rozmermi 80 x 80 kilometrov – výskumníci ich nazývajú „scény“ – vrátane mnohých oblastí, ktoré boli kedysi mimo dosahu leteckých prístrojov.

Robert O. povedal: „Počet a veľkosť oblakov metánu nameraných pomocou EMIT okolo našej planéty je ohromujúci,“ povedal Green, biochemik. Laboratórium prúdového pohonu Senior Research Scientist a hlavný výskumník v EMIT.

Toto časozberné video ukazuje, ako robotické rameno Canadarm2 Medzinárodnej vesmírnej stanice manévruje s misiou NASA EMIT na vonkajšej strane stanice. Výpis z SpaceX Kozmická loď Dragon bola vypustená približne o 17:15 PT 22. júla a dokončená o 10:15 PT 24. júla. Časti inštalácie boli odstránené, zatiaľ čo ostatné časti boli zrýchlené. Poďakovanie: NASA

Odhalenie scény za scénou

Na podporu identifikácie zdroja vedecký tím EMIT vytvára mapy oblakov metánu a uvoľňuje ich na… webovej stránkypričom základné údaje sú k dispozícii v Spoločnom centre distribuovaného aktívneho archívu NASA/US Geological Survey Operations (LB Duck). Vyhlásenia o poslaní sú k dispozícii na použitie pre verejnosť, vedcov a organizácie.

Odkedy EMIT začal zbierať pozorovania v auguste 2022, zdokumentoval viac ako 50 000 pozorovaní. Nástroj detekoval celý rad zdrojov emisií v regióne, ktorý bol skúmaný len zriedka Južný Uzbekistan 1. septembra 2022 bolo zistených 12 oblakov metánu v celkovej hodnote asi 49 734 libier (22 559 kg) za hodinu.

Okrem toho prístroj detekoval oblaky, ktoré boli oveľa menšie, ako sa očakávalo. Bolo to urobené v odľahlom kúte Juhovýchodná Líbya 3. septembra 2022 jeden z doteraz najmenších zdrojov emitoval 979 libier (444 kilogramov) za hodinu na základe miestnych odhadov rýchlosti vetra.

Odkaz: „Pripisovanie individuálnych zdrojov emisií metánu a oxidu uhličitého pomocou pozorovaní EMIT z vesmíru“ od Andrew K. Thorpe, Robert O. Green, David R. Thompson, Philip G. Brodrick, John W. Chapman, Clayton D. Elder, Itziar Erakulis -Loitkesat, Daniel H. Cosworth, Alana K. Ayasi, Riley M. Dorren, Christian Frankenberg, Louis Guenther, John R. Worden, Philip E. Dennison, Dar A. Roberts, K. Dana Chadwick, Michael L. Eastwood, J.E. Vahlen a Charles E. Miller, 17. novembra 2023, Pokrok vedy.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Viac o poslaní EMIT

EMIT bol vybraný zo žiadosti Earth Venture Instrument-4 v rámci divízie vied o Zemi riaditeľstva vedeckých misií NASA a bol vyvinutý v laboratóriu NASA Jet Propulsion Laboratory, ktoré prevádzkuje Kalifornský technologický inštitút v Pasadene v Kalifornii. Údaje z prístrojov sú dostupné v distribuovanom aktívnom archívnom centre NASA Earth Operations na použitie inými výskumníkmi a verejnosťou.