На концепции этого художника изображен спутник NISAR, находящийся на орбите над центральной и Северной Калифорнией.

В ближайшее время в космос будет отправлен уникальный в своем роде аппарат, способный регистрировать едва ощутимые перемещения земной поверхности — инструмент, который переосмыслит оперативное реагирование на природные катастрофы.

Космический аппарат носит название NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar (NISAR) и оснащен двумя радарными системами с синтезированной апертурой, разработанными в партнерстве НАСА и Индийской организацией космических исследований (ISRO) в рамках первой совместной миссии этих агентств.

Радарная техника, впервые выведенная НАСА в космическую практику, использует микроволновые импульсы для дистанционного зондирования поверхности. Однако ключ к новому качеству наблюдений — усовершенствованная обработка сигнала, позволяющая получать детализированные изображения и точные измерения.

Пуск NISAR планируется с космического центра Сатиш Дхаван на юго-восточном побережье Индии — запланированное время старта: среда, 8:10 утра по восточному времени (5:40 вечера по местному времени в Индии) на ракете-носителе ISRO GSLV-F16. Прямая трансляция старта начнется на платформах NASA+ и YouTube-канале агентства с 7 утра по восточному времени.

После выхода на орбиту спутник будет совершать около четырнадцати оборотов вокруг Земли в сутки, обеспечивая возможность сканирования почти всех ледяных и наземных поверхностей дважды в течение двенадцати суток и фиксируя изменения с точностью до долей дюйма.

Комплексная двойная радарная система NISAR предоставит данные, критически важные для понимания причин оползней и землетрясений, улучшения мониторинга ледников, вечной мерзлоты, лесных экосистем, водно-болотных угодий и сельскохозяйственных угодий.

Доступ к полученным данным будет открыт обществу по мере их приёма и загрузки со спутника; это позволит расширить возможности подготовки и реагирования на ураганы, извержения вулканов, наводнения и лесные пожары.

Миссия, предложенная впервые в 2014 году, обещает изменить парадигму наблюдений Земли — ученые смогут изучать планету с невиданной ранее степенью детализации и улучшить прогнозирование стихии до её наступления, отметила Ники Фокс, заместитель администратора Управления научных миссий НАСА.

“Даже если мы не всегда это замечаем, большая часть земной поверхности находится в постоянном движении”, — сказал Фокс. “Изменения, однако, настолько незначительны, что сейчас их практически невозможно обнаружить. Необходимость в лучшей подготовке до, во время и после стихийных бедствий по всему миру не может быть более серьезной”.

Спутник NISAR установлен на стартовой площадке в космическом центре Сатиш Дхаван на юго-восточном побережье Индии.

Наблюдение за планетой

NISAR, по размерам сопоставимый с пикапом, обладает возможностью получать широкий спектр параметрической информации благодаря сочетанию радаров L- и S-диапазонов: L-волны с длиной порядка 25 сантиметров и S-волны порядка 10 сантиметров. L-диапазон предоставлен Лабораторией реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, а S-диапазон — ISRO.

“NISAR — это равноправное партнерство NASA и ISRO в соотношении 50 на 50”, — сказала Венди Эдельштейн, заместитель руководителя проекта NISAR в Лаборатории реактивного движения НАСА, во время пресс-конференции 21 июля. “Эти два радара работают вместе, чтобы достичь научных результатов, которые ни один из них не смог бы увидеть самостоятельно”.

NISAR установит штангу, которая позволит развернуть массивную антенну-отражатель радара.

Каждый радар настроен на работу с различными масштабами земных объектов: коротковолновые сигналы S-диапазона чувствительны к мелким элементам поверхности — листьям, шероховатостям — и потому полезны для мониторинга сельского хозяйства; длинноволновые L-сигналы проникают сквозь плотные кроны леса, раскрывая структуру древесной биомассы, обнаруживая крупные корни, валуны и стволы. Оба канала также позволяют выполнять специализированные измерения деформаций почвы, движения и влажностных показателей.

Отражая микроволновые импульсы от земной поверхности и принимая обратный отклик на крупную развертываемую антенну, NISAR сможет вести наблюдение сквозь облачность и дождь, в любую фазу суток. Непрерывный мониторинг дает шанс выявить предвестия вулканической активности, зафиксировать медленные движения земной коры, угрожающие целостности гидротехнических сооружений, и даже предоставить новые подсказки о зонах возможной сейсмической активности.

Миссия основана на сотрудничестве

Проект NISAR возник в результате диалога между НАСА и ISRO, инициированного итогами обзора Национальной академии наук 2007 года, который определил стратегические приоритеты наблюдений Земли. Официальное партнёрство было оформлено 30 сентября 2014 года подписанием двустороннего соглашения.

Вклад ISRO включает радар S-диапазона, калибровку приборов, обработку данных и разработку алгоритмов для достижения научных задач миссии; агентство также предоставило корпус, ракетоноситель и услуги по запуску. НАСА обеспечило антенну-отражатель, механический механизм развертывания (стрелу), подсистему связи для приёма данных и другие критические компоненты.

“Мы — две страны с единой миссией”, — сказала Карен Сен-Жермен, директор отдела наук о Земле НАСА, во время недавней пресс-конференции. “NISAR объединяет США и Индию для совместного изучения нашей родной планеты. Сотрудничество, кооперация и обмен информацией между нашими двумя агентствами — это фундамент, на который мы с нетерпением ожидаем продолжения работы”.

На этой анимации показано, как NISAR собирает радиолокационные данные над Калифорнией.

Исторически некоторые инструменты НАСА уже летали на индийских миссиях, например на первой индийской лунной миссии «Чандраян-1» в 2008 году, что укрепило традицию научного обмена.

Для успешной реализации NISAR команды НАСА и ISRO преодолели 13 часовых поясов и более 14 500 километров пути: совместная работа требовала частых ночных и утренних видеоконференций, длительных командировок и интеграции аппаратуры, собранной на разных континентах, перед заключительной сборкой в Индии.

За последнее десятилетие Эдельштейн посетила Индию более 25 раз, а в последние два года провела свыше 150 дней, работая бок о бок с коллегами ISRO. По её словам, многодневные перелёты и испытания в Бангалоре не только обеспечили техническую совместимость, но и укрепили профессиональные и культурные связи.

Сен-Жермен добавила: “Создание спутника на противоположных концах земного шара во время глобальной пандемии было действительно трудным делом, но это укрепило наши отношения с ISRO”.

Доктор Джитендра Сингх, министр науки и технологий Индии, подчеркнул миссию как часть видения премьер-министра Нарендры Моди сделать Индию «Вишва Бандху» — глобальным партнером, вносящим вклад в общее благо. “Эта миссия — символ того, чего две демократии, приверженные науке и глобальному благосостоянию, могут достичь вместе. NISAR будет не только обслуживать Индию и Соединенные Штаты, но и предоставлять важнейшие данные для стран по всему миру, особенно в таких областях, как борьба со стихийными бедствиями, сельское хозяйство и мониторинг климата”, — сказал Сингх. “НИСАР — это не просто спутник, это научное рукопожатие Индии со всем миром”.