Úspešná misia prototypu Arctic Weather Satellite (AWS) potvrdila, že aj malé a nízkonákladové družice dokážu poskytovať globálnym meteorologickým modelom kritické dáta.
Arctic Weather Satellite poskytuje vysokorozlíšiteľné merania vlhkosti a teploty atmosféry za všetkých poveternostných podmienok. Zdroj: ESA/Mlabspace
Európska vesmírna agentúra (ESA) a Eumetsat preto oficiálne potvrdili vybudovanie novej konštelácie EPS-Sterna, ktorá od roku 2029 zabezpečí bezprecedentný dohľad nad polárnymi oblasťami.
Rýchle zmeny klímy v Arktíde prinášajú meteorológom nové výzvy. Tento región sa otepľuje rýchlejšie než zvyšok planéty a zmeny v atmosfére, najmä koncentrácie vodnej pary, tu prebiehajú veľmi dynamicky. Tradičné veľké satelitné systémy však narážajú na svoje limity – buď na tieto oblasti nedovidia, alebo ponad ne prelietavajú príliš zriedka. Riešením sa ukázala byť misia Arctic Weather Satellite, ktorá len rok a pol po svojom vypustení v auguste 2024 vydláždila cestu ambicióznemu projektu novej generácie.
Triumf prístupu New Space
Arctic Weather Satellite bol navrhnutý ako demonštrátor. Jeho cieľom bolo overiť, či je možné v krátkom čase (len tri roky) a s obmedzeným rozpočtom postaviť malú družicu, ktorá by poskytovala relevantné dáta. Výsledok prekonal očakávania. Hoci išlo o prototyp, Európske centrum pre strednodobé predpovede počasia začalo jeho údaje takmer okamžite asimilovať, teda priamo začleňovať, do svojich operačných predpovedných systémov.
Družica váži iba 125 kilogramov a jej rozmery sú približne 1 x 5,3 x 0,9 metra. Pre lepšiu predstavu možno uviesť, že satelit je dlhý zhruba ako veľká dodávka, no je výrazne užší, pripomínajúc skôr dlhý a tenký kváder. Ide o obrovský rozdiel oproti bežným meteorologickým družiciam (napríklad zo série MetOp), ktoré sú často veľké ako menší autobus a vážia niekoľko ton. Úspech tohto „drobného“ a lacnejšieho projektu potvrdil, že filozofia New Space – teda rýchlejší vývoj vesmírnych technológií – je aplikovateľná napríklad aj na kritickú infraštruktúru pre predpovede počasia.
Arctic Weather Satellite je malá družica s veľkými ambíciami. Zdroj: ESA/Mlabspace
Prečo súčasné satelity nestačia?
Súčasný systém meteorologických družíc stojí na dvoch pilieroch, ktoré však majú v polárnych oblastiach svoje slabiny. Geostacionárne družice (ako Meteosat) „visia“ 36 000 km nad rovníkom a poskytujú snímky každých 15 minút, no pre zakrivenie Zeme nevidia na vysoké zemepisné šírky blízko pólov.
Na druhej strane, polárne družice síce prelietavajú ponad póly, ale jedno konkrétne miesto zosnímajú zvyčajne len dvakrát denne. To je, čo sa týka sledovania rýchlo sa vyvíjajúcich búrok a zmien vlhkosti v Arktíde, nedostatočné. Práve túto medzeru v časovom pokrytí má zaplniť nová konštelácia.
Pohľad do vnútra búrok vďaka novej frekvencii
Kľúčovým prístrojom na palube prototypu, a teda aj budúcej konštelácie, je priečny skenovací mikrovlnný rádiometer. Namiesto klasických fotografií, aké poznáme z bežných kamier, tento prístroj pasívne meria prirodzené žiarenie atmosféry. Zjednodušene povedané, družica posiela na Zem číselné dáta o teplote jasu jednotlivých vrstiev vzduchu, z ktorých potom superpočítače modelujú presné 3D rezy teploty a vlhkosti. Na lepšiu vizualizáciu celého procesu zverejnila ESA na platforme Youtube video simuláciu, ktorá ukazuje prácu tohto satelitu priamo „v akcii“ na obežnej dráhe.
Významnou inováciou je použitie 19-kanálového rádiometra, ktorý využíva po prvýkrát na operačné predpovede frekvenciu 325 GHz. Prečo je práve táto frekvencia dôležitá? Ide o takzvané submilimetrové vlnové dĺžky, ktoré fungujú ako drobnohľad na ľadové oblaky. Kým bežné senzory vidia len povrch oblačnosti, táto frekvencia dokáže odhaliť štruktúru ľadových častíc vnútri búrkových mračien a tajfúnov. To umožňuje meteorológom vidieť procesy, ktoré boli doteraz skryté, a tak presnejšie predpovedať vývoj extrémneho počasia.
Budúcnosť má meno Sterna
Na základe úspechu prototypu potvrdila organizácia Eumetsat realizáciu projektu EPS-Sterna. Pôjde o konšteláciu šiestich satelitov, ktoré budú obiehať okolo Zeme v troch rôznych orbitálnych rovinách. Tento systém zabezpečí, že údaje z akéhokoľvek miesta na Zemi (vrátane pólov) budú dostupné každú hodinu, pričom doba návratu nad rovnaké miesto bude kratšia ako tri hodiny.
Názov Sterna je odvodený od latinského rodového mena rybára dlhochvostého (Arctic Tern). Tento vták je známy svojimi dlhými migráciami medzi pólmi, čo symbolizuje dráhu týchto satelitov. Prvé družice by mali byť vypustené v roku 2029 a celý systém je navrhnutý tak, aby s pravidelnou obmenou satelitov fungoval minimálne do roku 2042.
Zlepšenie predpovedí v Arktíde nebude mať význam len pre tento odľahlý región. Počasie v Arktíde je totiž kľúčovým zdrojom meteorologických systémov, ktoré neskôr ovplyvňujú a často zosilňujú extrémne výkyvy počasia v Európe a Stredomorí.
(KAM)
