Nowe, niezwykłe zastosowanie Księżyca

Okazuje się, że współczesne satelity obserwujące powierzchnię Ziemi w swej ocenie wiarygodności i jakości zbieranych danych z powodzeniem wykorzystują… Księżyc.

Jak to działa? Podczas gdy powierzchnia (a przede wszystkim atmosfera) Ziemi podlega nieustannym zmianom, Księżyc jest w zasadzie niezmienny. Jest taki nawet przez miliony lat, pomijając dość okazjonalne i miejscowe upadki meteorytów. A więc światło odbite od naszego satelity jest idealnym czynnikiem kontrolnym dla optycznych instrumentów, które w czasie rzeczywistym fotografują z kosmosu Ziemię.

Różne agencje kosmiczne wykorzystują już Srebrny Glob do takich ocen. Europejska Agencja Kosmiczna planuje teraz jeszcze lepsze wykorzystanie Księżyca. Na zboczu wulkanu Mount Teide na hiszpańskiej Teneryfie umieszczono niedawno instrument, który znajduje się ponad większością chmur i pyłu atmosferycznego. Ma on mierzyć nocną zmienność blasku Księżyca, co pozwoli na uzyskanie jeszcze większej precyzji dla lunarnej kalibracji przyszłych satelitów meteorologicznych.

Naukowcy zajmujący się Ziemią - w tym ci monitorujący pogodę i zmienność klimatu - chcą mieć pewność, że nawet subtelne zmiany w świetle słonecznym odbijającym się od naszej planety i odbieranym przez satelity reprezentują rzeczywiste zmiany na jej powierzchni (a nie te generowane w aparaturze optycznej). Temu właśnie służy kalibracja instrumentalna. Wymaga ona jednak tzw. targetów kalibracyjnych - podobnie jak ma to miejsce w przypadku na przykład obserwacji radioastronomicznych - czyli obiektów będących niezmiennymi źródłami, w tym przypadku światła. Pozwalają one wówczas niezależnie wykrywać jakiekolwiek odchylenia od pomiarów dokonywanych przez instrumenty orbitalne.

Niektóre misje satelitarne mają swe własne, wbudowane urządzenia kalibracyjne. Jeszcze inne wykorzystują względnie niezmienne struktury na Ziemi, takie jak duże obszary pustynne, oceany czy jeziora solne. Ale to tylko przybliżenie i pewien konieczny kompromis, bowiem wiemy, że tak naprawdę nawet te pozornie stałe miejsca mogą zmieniać się w czasie. W porównaniu z dowolnym obszarem Ziemi powierzchnia Księżyca jest natomiast faktycznie niezmienna. Coraz więcej nowoczesnych satelitów korzysta więc z niego do wykonywania kalibracji -  w tym te znajdujące się na orbitach geostacjonarnych.

Ale to nie wszystko - Księżyc, który widzimy z Ziemi, nie zawsze jest tym samym Księżycem. Nie ma on idealnie kołowej orbity wokółziemskiej, przez co w ciągu 28 dni cyklu księżycowego nie zawsze widzimy dokładnie tę samą jego tarczę: czasami widzimy go nieco więcej na bokach lub od góry - to tak zwane zjawisko libracji. Księżyc potrzebuje aż 18 lat, by powrócić do stanu, w jakim pojawił się uprzednio. Obecnie celem specjalistów z ESA jest wnikliwa obserwacja pełnej tarczy naszego satelity przez okres dwóch lat, a następnie stworzenie nowego, dokładnego modelu tzw. promieniowania księżycowego. Posłuży do tego właśnie specjalny fotometr słoneczny zainstalowany na Mount Teide - ale będzie on pracował tylko w nocy, mierząc światło Księżyca.

Projekt jest realizowany przez ESA w ramach dużego konsorcjum, w skład którego wchodzi m. in. brytyjskie National Physical Laboratory, hiszpański Valladolid University, belgijski instytut VITO, flamandzki Instytut Badań Technologicznych i Państwowa Agencja Meteorologiczna z Hiszpanii. Tematem interesują się także NASA, NOAA, francuska agencja kosmiczna CNES i japońska JAXA.

Zdjęcie: Księżyc sfotografowany przez minisatelitę ESA -  Proba-V (tzw. Vegetation instrument). Jego zniekształcenie jest powodowane przez kąt obserwacji i ruch satelity.
Źródło: ESA/Belspo – produced by VITO 

                                                               

Czytaj więcej:


Na zdjęciu powyżej: satelita geostacjonarny MSG obserwuje Księżyc widoczny tuż ponad Ziemią.