NASA-forskere begiver sig ud på en ekstrem Antarktis-vandring

I temperaturer, der kan falde til under -20 grader Fahrenheit, langs en rute, der lejlighedsvis er blokeret af vinddrevne isklitter, hundrede miles fra andre mennesker, et hold ledet af to NASA-forskere vil undersøge en uudforsket strækning af Antarktis is.

De pakker udstyr til ekstremt koldt vejr og videnskabelige instrumenter på slæder trukket af to tanklignende snemaskiner kaldet PistenBullys, og den 21. december begynder de deres to-tre-ugers travers i en bue rundt om Sydpolen.

Ekspeditionen på 470 mil i et af de mest golde landskaber på Jorden vil i sidste ende give den bedste vurdering af nøjagtigheden af ​​data indsamlet fra rummet af Ice Cloud og land Elevation Satellite-2 (ICESat-2), indstillet til at blive lanceret i 2018. Med et hurtigtfyrende laserinstrument, ICESat-2 vil måle højden af ​​iskapper og sporskifte over tid. Selv små mængder af smelte på tværs af områder så store som Grønland eller Antarktis kan resultere i store mængder smeltevand, der bidrager til havniveaustigningen.

For at hjælpe med at dokumentere dette, ICESat-2's højdeændringsmålinger vil have en præcision på mindre end en tomme - jordsikker, delvis, med indsatser som denne antarktiske kampagne. Holdet vil indsamle præcise GPS-data for højden ved 88 grader syd, hvor ICESat-2's kredsløb konvergerer, giver tusindvis af punkter, hvor undersøgelsesmålingerne kan sammenlignes med satellitdata.

"Denne travers giver en ekstremt udfordrende og ekstrem kold måde at vurdere nøjagtigheden af ​​dataene på, " sagde Kelly Brunt, ICESat-2's kalibrerings- og valideringsleder ved NASAs Goddard Space Flight Center, og en forsker ved University of Maryland. "ICESat-2s datasæt vil fortælle os utrolige ting om, hvordan Jordens is ændrer sig, og hvad det betyder for ting som havniveaustigning."

Brunt leder kampagnen for fire personer fra Sydpolen, sammen med ICESat-2's stedfortrædende projektforsker Tom Neumann. NASA-forskerne vil også få selskab af en mekaniker og en dybfeltsbjergbestiger. Kampagnen for at indsamle disse vigtige højdemålinger har været år undervejs, med logistisk hjælp fra National Science Foundations U.S. Antarctic Program.

Det bliver en rigtig kold roadtrip, sagde Brunt. De vil vågne, lav kaffe (med bønner, grunde og hældningsudstyr valgt og pakket med stor omhu), tænd for snemaskiner og instrumenter, og start dagens køretur. De to PistenBullys trækker hver en tyk plastikslæde, omkring 8 fod bred og 60 fod lang. Slæderne – lidt som ekstra store Flexible Flyers, Neumann bemærkede – vil bære telte såvel som mad, udstyr og ekstra brændstof.

Hele turen er omkring 470 miles (750 km). Holdet vil forlade Sydpolen langs en etableret krydslinje mellem den sydligste station og McMurdo. Lige efter de når 88 syd, de vil dreje og følge breddegradslinjen i omkring 186 miles. Derefter, de vender tilbage til pælen – skaber en rute som et misformet stykke tærte. I et tempo på 30 til 45 miles om dagen, det vil tage mindst et par uger at gennemføre.

"Der vil være tidspunkter, hvor det er stille og eftertænksomt, og der vil være andre tidspunkter, hvor du styrer rundt i sastrugi – isens klitter – hvor du ikke kommer til at lave mange kilometer på den dag, men de vil blive hårdt bekæmpet, " sagde Brunt.

Sprækker er højst usandsynlige i denne tykke, langsomt bevægende område af den antarktiske iskappe, hun sagde. Kampagnens dybfeltsbjergbestiger vil betjene en jordgennemtrængende radar, der stikker ud på en bom foran det førende køretøj, leder efter huller i isen, men de primære sikkerhedsproblemer vil være eksponering for udendørs temperaturer (-20s Fahrenheit) og højden (ca. 10, 000 fod ved Sydpolen).

De første par dage på Sydpolstationen vil blive brugt på at akklimatisere sig til højden, Neumann sagde, bemærker, at kulden, tør luft gør miljøet endnu hårdere. En gang på vejen, imidlertid, han planlægger at tilbringe aftener ude i elementerne, grave huller.

"Jeg vil måle tætheden af ​​sneen undervejs, sagde han. Ved at skovle en tre fod dyb grube ud, han kan se lag af sne, der har bygget sig op gennem årtier, hvoraf nogle kan være svære at grave forbi. "De er ikke super tætte, men de er så gamle, at snekorn er bundet sammen som dets cement."

Når ICESat-2 begynder at indsamle højdedata, Snedensitetsmålingerne og dataene fra den jordgennemtrængende radar vil hjælpe med at bestemme, hvor meget masse der går tabt, når iskappen falder i højden.

Den 88-graders travers er også en mulighed for Brunt og Neumann til at spille oddsene. På tre forskellige steder langs ruten, de vil opsætte et gitter med ni reflektorkuber, hver ikke større end spidsen af ​​en lillefinger. De vil markere den præcise breddegrad, længde, og forhøjning af hver terning.

Derefter, når ICESat-2 er oppe at køre, de vil vente. Hvis en af ​​satellittens seks laserstråler rammer en terning, det spejlede materiale i kuben vil reflektere laserlyset tilbage med en meget højere intensitet end normal. Da de vil kende den nøjagtige placering og højde af kuben, de kan kontrollere nøjagtigheden af ​​satellitdataene endnu mere præcist end med traversdataene.

"Hvis du rammer det lille punkt, du ved præcis, hvor laseren ramte jorden, " sagde Brunt. "Men at ramme det punkt er både sigte og held. Det er svært. Men, ved at placere dem ved 88 grader, hvor du har så mange kredsløb, der krydser og så mange data, det er bare et statistikspil."

Efter traversen, forskerne vil vende tilbage til USA, går tilbage fra Sydpolsstationen, til McMurdo Station, til New Zealand og hjem. Med dem:harddiske fyldt med data for at hjælpe med at forstå nøjagtigheden af ​​ICESat-2.