Raumschiff "Carbon Copy" bereit, globales Kohlendioxid zu verfolgen – Space Magazine

Am 24. Februar 2009 führte der Start der Mission des Orbiting Carbon Observatory (OCO), mit der das globale Schicksal von Kohlendioxid untersucht werden soll, zum Scheitern. Kurz nach dem Start trennte sich die Raketennase nicht wie erwartet und der Satellit konnte nicht freigegeben werden.

Jetzt soll eine Kopie der ursprünglichen Mission namens OCO-2 am 1. Juli 2014 veröffentlicht werden.

Der ursprüngliche Misserfolg endete mit „Herzschmerz. Die gesamte Mission war verloren. Wir hatten nicht einmal ein Problem zu lösen “, sagte OCO-2-Projektmanager Ralph Basilio heute in einer Pressekonferenz. "Im Namen des gesamten Teams, das an der ursprünglichen OCO-Mission gearbeitet hat, freuen wir uns über diese Gelegenheit … endlich in der Lage zu sein, ein noch nicht abgeschlossenes Geschäft abzuschließen."

Die Motivation für die Mission ist einfach: In den letzten hundert Jahren haben die Menschen eine große Rolle im weltweiten Balanceakt gespielt, der als Kohlenstoffkreislauf bezeichnet wird. Unsere Aktivitäten wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Entwaldung bringen den Kreislauf aus seinem natürlichen Gleichgewicht und fügen der Atmosphäre mehr Kohlendioxid hinzu.

"Die atmosphärischen Kohlendioxidkonzentrationen nehmen im Laufe der Zeit stetig zu", sagte der OCO-2-Projektwissenschaftler Mike Gunson. „Gleichzeitig können wir jedoch feststellen, dass es jeden Sommer einen jährlichen Zyklus gibt, in dem die Wälder und Pflanzen wachsen, in diesem Fall auf der Nordhalbkugel. Und das ist die Erde, die atmet. “

Kohlendioxid ist sowohl eines der am besten gemessenen als auch das am wenigsten gemessene Treibhausgas. Die Hälfte der Emissionen in die Atmosphäre verteilt sich innerhalb weniger Monate weltweit. Die andere Hälfte der Emissionen – die Hälfte, die durch natürliche Prozesse in das Land oder den Ozean aufgenommen wird – ist jedoch nicht gleichmäßig verteilt.

Um die Kohlendioxidabsorption zu verstehen, benötigen wir eine hochauflösende Weltkarte.

Hier erwies sich der Startfehler von OCO als ein Segen in der Verkleidung. Es gab OCO-2-Wissenschaftlern die Möglichkeit, mit Projektmanagern des japanischen Satelliten zur Beobachtung von Treibhausgasen (GOSAT) zusammenzuarbeiten, der 2009 erfolgreich gestartet wurde. Die unerwartete Zusammenarbeit ermöglichte es ihnen, auf eine versteckte Überraschung zu stoßen.

"Ein paar meiner Kollegen haben eine meiner Meinung nach fantastische Entdeckung gemacht", sagte Gunson. Sie entdeckten fluoreszierendes Licht aus der Vegetation.

Wenn Pflanzen Sonnenlicht absorbieren, wird ein Teil des Lichts als Wärme abgeführt, während ein Teil bei längeren Wellenlängen als Fluoreszenz wieder emittiert wird. Obwohl Wissenschaftler die Fluoreszenz in Laborumgebungen und bodengestützten Experimenten gemessen haben, haben sie dies nie aus dem Weltraum getan.

Das Messen des fluoreszierenden Lichts erweist sich als Herausforderung, da das winzige Signal von reflektiertem Sonnenlicht überwältigt wird. Die Forscher fanden heraus, dass sie durch Abstimmung ihres GOSAT-Spektrometers – eines Instruments, das Licht über das elektromagnetische Spektrum messen kann – auf sehr enge Kanäle Teile des Spektrums sehen konnten, in denen Fluoreszenz vorhanden war, aber weniger Sonnenlicht reflektierte.

Diese Überraschung gibt OCO-2 einen unerwarteten globalen Blick aus dem Weltraum und wirft ein neues Licht auf die Produktivität der Vegetation an Land. Es wird eine regionale Karte des absorbierten Kohlendioxids liefern, die Wissenschaftlern hilft, die Photosyntheseraten über weite Skalen abzuschätzen und die zweite Hälfte des Kohlenstoffkreislaufs besser zu verstehen.

"Der OCO-2-Satellit verfügt über ein Instrument: ein Dreikanal-Gitter-Spektrometer", sagte Betsy Edwards, Executive des OCO-2-Programms. „Mit diesem einen Instrument werden wir jedoch jeden Tag Hunderttausende von Messungen erfassen, die dann eine globale Beschreibung des Kohlendioxids in der Atmosphäre liefern. Es wird ein beispielloses Maß an Abdeckung und Auflösung geben, was wir bei früheren Raumfahrzeugen noch nie gesehen haben. "

OCO-2 führt zu fast 100-mal mehr Beobachtungen von Kohlendioxid und Fluoreszenz als GOSAT. Der Start erfolgt am 1. Juli um 2:56 Uhr morgens von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien.

"Der Klimawandel ist die Herausforderung unserer Generation", sagte Edwards. "Die NASA ist besonders bereit, … Informationen bereitzustellen, zu dokumentieren und zu verstehen, wie sich diese Veränderungen auf das Klima auswirken, die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Erde vorherzusagen und all diese Informationen, die wir zum Nutzen der Gesellschaft sammeln, weiterzugeben."

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