Специальный прибор Cloud-Aerosol Transport System (CATS), который планируется установить на Международной космической станции, будет не только собирать данные о частицах в атмосфере Земли, но и послужит, своего рода ориентиром для нового спутника ACE, запуск которого NASA запанировало на 2021 год.
По словам Matthew McGill главного руководителя программы CATS из Goddard Space Flight Center, прибор позволит собирать данные об атмосферных аэрозолях, пылевых облаках и загрязняющих атмосферных веществах, влияющих на мировой климат.
Безусловно, данные метеорологических спутников делают феноменальный вклад в мониторинг облаков, температуры воздуха, влажности и многих других коэффициентов, но исследовать атмосферные аэрозоли с их помощью не представляется возможным. Изучение аэрозолей, влияющих на погоду и климат в целом, предусматривает зондирования воздуха с помощью потока светового излучения, подобно радару. Собственно в этом и будет заключаться задача CATS.
Аэрозоль представляет собой совокупность мельчайших частичек твёрдых веществ и капелек жидкости, которые находятся во взвешенном состоянии в газовой среде, преимущественно в воздухе. Термин относительно новый, но с самим явления знакомы практически все, ведь составляющими облаков, тумана, дыма и смога являются именно аэрозоли. Учёные длительное время ломают голову над изучением этого явления, пытаясь понять его влияние на погоду и климат в целом.
По словам McGill, данные сенсорных манипуляторов CATS позволят сделать выводы о природе аэрозолей верхних слоёв атмосферы. То есть учёные однозначно смогут сказать, представлены они частичками льда и капельками воды, либо же пылью и загрязнёнными газами.
Эти данные чрезвычайно важны для понимания процессов перемещения энергии в атмосфере. Микрочастицы могут поглощать различное количество солнечного света и теплоты из окружающего воздуха и переносить эту энергию, испуская её в другом месте.
Исследователи также должны знать, как именно и как часто меняется состав аэрозоля в течении дня. Большинство спутников наблюдения за Землёй находится на полярных орбитах, и, следовательно, пересекают экватор в одно и то же время. То есть невозможно получить данные о составе атмосферы в некий определённый момент дня или ночи. CATS позволит решить и эту проблему.
Сенсорные манипуляторы CATS – это четыре радарных устройства, разработанных специально для исследования атмосферных аэрозолей. Geoscience Laser Altimeter System (GLAS), установленный на ICESat, проводил подобные исследования на протяжении двух месяцев в 2003 году. Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) осуществляет аналогичные исследования с 2006 года. За это время спутником проведено примерно3 млрд. зондирований. Планируется, что CATS «подхватит» эстафету у CALIPSO и будет эксплуатироваться вплоть до 2021 году, пока не стартует Aerosol-Cloud-Ecosystems (ACE) mission.
Принцип работы CATS, чем-то похож на принцип работы радара — прибор испускает поток света – лазер, и электроника фиксирует полученное отражение. CATS не только будет определять высоту и толщину слоёв аэрозоля, но и размеры, специфику распределения частиц.
Лазер сенсорных манипуляторов CATS, представленный совокупностью инфракрасного, зелёного и ультрафиолетового света, будет мигать порядка 5000 раз за секунду.
Учёные убеждены, что «мерцания» сенсорных манипуляторов CATS помогут учёным в диагностировании атмосферы Земли.
