NASA og Norge udvikler arktisk laser-station

NASA og den norske kortlægningsmyndighed indgår et partnerskab for at udvikle en state-of-the-art satellitlaser-station, der ligger 650 miles fra Nordpolen, og som vil producere højpræcisionsplaceringer af kredsende satellitter, hjælpe med at spore ændringer i iskapper og forbedre effektiviteten af ​​søtransport og landbrug.

Den arktiske station vil være den seneste tilføjelse til et globalt netværk af rumgeodetiske stationer, som måler og overvåger Jordens størrelse og form, dets orientering i rummet, den nøjagtige placering af punkter på overfladen, og hvordan disse steder ændres over tid. Rumgeodesi har en årtier lang historie på NASA på grund af dets vigtige rolle i positionering og navigation af satellitter.

"Dette partnerskab med Norge er et vigtigt skridt for NASA og det videnskabelige samfund i opbygningen af ​​næste generations rumgeodetiske netværk, "sagde Benjamin Phillips, programforsker for NASA's Space Geodesy Program i Washington. "Dette netværk leverer grundlæggende data til satellit- og rumfartøjsnavigation og understøtter mange af NASAs jordobservationsmissioner og videnskab."

I henhold til den nye aftale, der blev underskrevet den 7. august, Norge og NASA vil bygge og installere et satellitlaseranlæg i Ny-Ålesunds videnskabelige base, Svalbard. NASA vil også tilbyde ekspertrådgivning om, hvordan instrumenterne skal betjenes. Den jordbaserede laser sender ultrakorte laserpulser rettet mod satellitter specielt udstyret med en retroreflektor, en række specielle spejle, der hopper pulsen tilbage. Systemet måler den tid, det tager for lyset at rejse tilbage til sit udgangspunkt, som bruges til at bestemme satellitens position i forhold til jordstationen med en nøjagtighed på omkring 0,04 tommer (1 millimeter).

Kombineret med målinger fra andre geodetiske instrumenter på Ny-Ålesund Geodetic Observatory og over hele kloden, laserafstandsobservationerne vil hjælpe med at forfine Global Geodetic Reference Frame, grundlaget for indstilling af koordinater for alle steder på Jordens overflade. Referencerammen bruges til at måle objekternes position i rummet i forhold til Jorden, samt præcist at overvåge bevægelser af jordskorpen, ændringer i havets overflade, og for at understøtte satellitpositioneringsteknologi som GPS, som bruges i mange aspekter af vores daglige liv.

"Fra NASA's perspektiv, laserafstand er vigtig for at forstå, hvor vores rumfartøjer er, samt hvor på Jorden deres målinger er placeret, "sagde Stephen Merkowitz, rumgeodesiprojektleder på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Laserafstand er nødvendig for satellitter, der kræver meget præcise positioneringsmålinger. I dag sporer vi over 90 satellitter - ikke kun fra NASA, men også fra andre rumorganisationer - med denne teknik. "

Den nye norske geodetiske station vil være den nordligste af slagsen og vil være uvurderlig til sporing af satellitter, der følger polarbaner, som mange af NASAs jordobservationsmissioner gør.

For at sikre, at laserafstandssystemet er i stand til at arbejde under arktiske forhold, NASA vil bruge en teleskopkuppel, der er stærk nok til at åbne og bryde isen, der kan ophobes ovenpå under Svalbards kolde vintre. Teleskopet vil blive monteret på en pegende gimbal, der stadig kan bevæge sig, når den udsættes for meget kolde temperaturer. For at kunne arbejde i den arktiske sommer, når det konstante sollys gør det svært at observere de stjerner, der er nødvendige for at kalibrere teleskopet, NASA specificerede, at dette teleskop skal være stabilt i flere måneder ad gangen.

Den norske kortmyndighed startede byggeriet på det nye videnskabelige grundlag i 2014. Det nuværende mål er at have alle systemer i drift inden 2022.

"Dette er en stor investering for Norge, "Sagde Merkowitz." Nordmænd er særligt interesserede i de globale applikationer. De har indtaget en ledende rolle i fortalervirksomheden og implementeringen af ​​mange initiativer, der er relevante for geodesi i rummet og dets anvendelser til overvågning af klimaændringer. "

"På Svalbard, vi ser allerede virkningerne af klimaændringer, "sagde Per Erik Opseth, direktør for Geodetisk Institut for den norske kortlægning i Hønefoss, Norge, agenturet arbejder sammen med NASA om at udvikle det nye laser -range -system. "Opførelsen af ​​denne grundlæggende station i Ny-Ålesund vil hjælpe jordobservationer fra satellitter, der krydser Nordpolen, så vi kan forbedre vores viden om iskappesmeltning, havstigning i dette område og også smelten af ​​havis i bassinet mellem Rusland og Nordamerika. "

Fortsat udvikling af næste generations rumgeodetiske netværk, som den nye station på Svalbard vil bidrage til, forventes at forbedre nøjagtigheden af ​​satellitmålinger af jordprocesser yderligere, herunder ændringer i polarisen. En sådan mission er NASAs kommende Ice, Sky, og Land Elevation Satellite-2, eller ICESat-2, designet til at måle små ændringer i højden af ​​Jordens iskapper, der indikerer istab eller gevinst.

"Med ICESat-2, vi ønsker at måle ændringer i iskapperne, der er i størrelsesordenen centimeter om året, "sagde Goddards Scott Luthcke, bly for ICESat-2 geolokaliseringsteamet. "Hvis vi lavede en fejl på et par centimeter, når vi placerede satellitten i rummet i forhold til planetens massemidtpunkt, som etableres ved hjælp af geodetiske data fra netværket, det ville udmønte sig i en meget stor fejl i vores beregninger af islagets volumenændring. "