HydroGNSS: Οι μικροί «ανιχνευτές νερού» του ESA που ξεκινούν να χαρτογραφούν τον πλανήτη

Η Ευρώπη μόλις έκανε ένα σημαντικό βήμα προς το μέλλον της δορυφορικής παρατήρησης, στέλνοντας σε τροχιά την πρώτη της Scout αποστολή: το HydroGNSS. Η εκτόξευση των δύο μικρών δορυφόρων πραγματοποιήθηκε στις 28 Νοεμβρίου από τη Vandenberg Space Force Base στην Καλιφόρνια, με τη βοήθεια ενός Falcon 9 της SpaceX, ανοίγοντας έναν νέο δρόμο για την κατανόηση της διαθεσιμότητας νερού και των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στον υδρολογικό κύκλο της Γης.

Λιγότερο από ενενήντα λεπτά μετά την απογείωση, οι δύο δορυφόροι αποχωρίστηκαν από τον πύραυλο, ενώ το Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) επιβεβαίωσε πως έλαβε σήματα, επιβεβαιώνοντας ότι και τα δύο συστήματα βρίσκονται ασφαλώς σε τροχιά. Για μια αποστολή που σχεδιάστηκε, κατασκευάστηκε και ετοιμάστηκε για πτήση μέσα σε μόλις τρία χρόνια – με συνολικό προϋπολογισμό 35 εκατομμύρια ευρώ – αυτό από μόνο του αποτελεί επίτευγμα.

Το HydroGNSS έχει μία πολύ συγκεκριμένη αποστολή: να «ανιχνεύσει» νερό σε όλες του τις μορφές, χρησιμοποιώντας μια ιδιαίτερα πρωτοποριακή τεχνική που ονομάζεται GNSS reflectometry. Η ιδέα είναι εξαιρετικά κομψή: οι δορυφόροι λαμβάνουν L-band σήματα από δορυφορικά συστήματα πλοήγησης όπως τα GPS και Galileo. Τα σήματα αυτά ανακλώνται στην επιφάνεια της Γης και αλλάζουν χαρακτηριστικά ανάλογα με το έδαφος, την υγρασία, την παρουσία νερού ή πάγου. Οι δορυφόροι HydroGNSS συγκρίνουν τα άμεσα ληφθέντα σήματα με εκείνα που επιστρέφουν ανακλώμενα, αντλώντας έτσι κρίσιμα δεδομένα για το υδάτινο αποτύπωμα του πλανήτη.

Για να γίνει αυτό, κάθε δορυφόρος διαθέτει έναν δέκτης χαρτογράφησης καθυστέρησης Doppler, ο οποίος χρησιμοποιεί δύο κεραίες: μία ζενίθ κεραία που παρακολουθεί τα άμεσα GNSS σήματα, και μία ναδίρ κεραία που συλλέγει τα ανακλώμενα. Η επεξεργασία τους παράγει χάρτες καθυστέρησης Doppler, από τους οποίους προκύπτουν μετρήσεις για υγρασία εδάφους, καταστάσεις πάγου-απόψυξης, περιοχές πλημμύρας και δεδομένα για την επιφανειακή βιομάζα.

Τα στοιχεία αυτά είναι πολύτιμα σε ένα πλανήτη που θερμαίνεται. Η υγρασία του εδάφους μπορεί να αποκαλύψει πρώιμες ενδείξεις ξηρασίας ή επιδείνωσης της γονιμότητας, ενώ οι μετρήσεις για πάγο-απόψυξη είναι βασικές για τη μελέτη της συμπεριφοράς του μόνιμου παγετού σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη και του τρόπου με τον οποίο αυτός απελευθερώνει άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Η παρακολούθηση των πλημμυρισμένων εκτάσεων και των υγροτόπων θα βοηθήσει επίσης να εντοπιστούν περιοχές που συχνά κρύβονται κάτω από πυκνή βλάστηση, αλλά λειτουργούν ως σημαντικές πηγές μεθανίου.

Παράλληλα, τα δεδομένα βιομάζας θα συμβάλουν σε πιο ακριβείς υπολογισμούς για τα αποθέματα δασικού άνθρακα και τον ρόλο των δασικών συστημάτων στον παγκόσμιο κύκλο του άνθρακα. Συνδυαστικά, οι μικροί αυτοί δορυφόροι υπόσχονται να μετατρέψουν δύο κιλά τεχνολογίας σε χρυσάφι επιστημονικής αξίας.

Ο ESA βλέπει στις Scout αποστολές ένα μοντέλο «new space»: μικροί, ευέλικτοι δορυφόροι που μπορούν να δοκιμάσουν νέες ιδέες γρήγορα και με χαμηλό κόστος, συμπληρώνοντας τις μεγαλύτερες αποστολές Earth Explorer.

Οι δύο δορυφόροι HydroGNSS πετούν σε τροχιά με διαφορά 180 μοιρών, επιτρέποντας συνεχή κάλυψη. Το SSTL, ως κύριος ανάδοχος, είναι υπεύθυνο τόσο για τη λειτουργία τους σε τροχιά όσο και για τη διανομή των δεδομένων. Η αποστολή χρηματοδοτείται εν μέρει από την UK Space Agency, προσθέτοντας ακόμη μία συνεργασία στον ολοένα αυξανόμενο ευρωπαϊκό διαστημικό οικοσύστημα.

Η εκτόξευση του Falcon 9 δεν μετέφερε όμως μόνο τους δορυφόρους του ESA. Στην ίδια πτήση Transporter-15 ταξίδεψαν και εθνικές αποστολές από Ιταλία και Ελλάδα. Η Ιταλία ενίσχυσε το πρόγραμμα IRIDE με νέους δορυφόρους Eaglet-II, μια εθνική πρωτοβουλία που συντονίζει η ESA και η ASI, προσφέροντας κρίσιμα δεδομένα για την παρακολούθηση εδαφικών μετακινήσεων, χρήσεων γης, υδάτινων πόρων και ακτογραμμών. Ταυτόχρονα, η Ελλάδα εκτόξευσε τους πρώτους δύο ICEYE δορυφόρους του ελληνικού National Small Satellite Programme. Οι δορυφόροι αυτοί, υψηλής ανάλυσης και τεχνολογίας SAR, θα ενισχύσουν σημαντικά τις δυνατότητες της χώρας σε διαχείριση καταστροφών, περιβαλλοντική παρακολούθηση και ασφάλεια.

Όλα τα παραπάνω προγράμματα χρηματοδοτούνται από το EU Recovery and Resilience Facility, που συνεχίζει να τροφοδοτεί με κεφάλαια μια νέα εποχή ευρωπαϊκής τεχνολογικής καινοτομίας στο διάστημα.

Καθώς το HydroGNSS ξεκινά το ταξίδι του γύρω από τη Γη, λειτουργεί σαν μια υπενθύμιση ότι ακόμη και μικροί δορυφόροι μπορούν να έχουν τεράστιο αντίκτυπο. Με τη βοήθεια GNSS σημάτων που ταξιδεύουν καθημερινά πάνω από τα κεφάλια μας, οι δύο «ανιχνευτές» του ESA ετοιμάζονται να χαρτογραφήσουν με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια έναν από τους πιο κρίσιμους πόρους του πλανήτη: το νερό.