Д
есять супутників, кожен розміром з взуттєву коробку, будуть виведені на орбіту протягом декількох найближчих років, допоможуть заповнити прогалини в наших знаннях про хмари і їх роль в кліматі.Натхненні медичною комп'ютерною томографією (КТ), яка спостерігає і відображає організм пацієнта зсередини, дизайнери супутників створюють систему, яка буде показувати докладні зображення хмар, їх зовнішні і внутрішні тривимірні структури і властивості. Досліджуючи невеликі хмарні поля, які сучасні технології дистанційного зондування вловити не в змозі, новий проект може усунути деякі серйозні неясності, що обмежують сьогодні можливості моделювання атмосфери і прогнозування клімату.
Ця космічна місія під назвою CloudCT недавно отримала 14 мільйонів євро в рамках програми Synergy Європейської дослідницької ради (ERC) - максимально можливу суму гранту в рамках цієї програми. Три дослідника ведуть цей унікальний міждисциплінарний проект: два ізраїльтянина і німець. Професор Йоав Шехнер з електротехнічного факультету ім.Вітербі Техніона (Хайфа) - експерт в області комп'ютерного зору і комп'ютерної томографії. Професор Ілан Корен - експерт в галузі фізики хмар і дощів в Відділенні наук про Землю і планетах Наукового інституту ім. Вейцмана (Реховот). Професор Клаус Шилінг з Центру телематики (Вюрцбург) - лідер в області технологій стройового пересування малих супутників.
Хмари грають ключову роль в енергетичному балансі Землі і її кругообігу води; навіть невеликі помилки в оцінці властивостей хмар можуть привести до серйозних неточностей в прогнозах клімату. «Супутники вивчають великі хмарні структури, але не мають достатньо високої резолюції для спостереження за невеликими хмарами», - каже Корен. «Не дивлячись на те, що вони невеликі, такі хмари, з одного боку, пом'якшують клімат, а з іншого - можуть бути дуже чутливими до зміни клімату. Ось чому вкрай необхідно правильно виміряти такі маленькі хмари, зрозуміти їх природу і взаємодію в умовах, що змінюють навколишнє середовище. CloudCT може прокласти шлях до цього розуміння ».
Ідея дослідження таких хмар з космосу була дана тривимірними технологіями медичної візуалізації. «Ми використовуємо здоров'я людини в якості керівництва для вимірювання здоров'я планети», - каже Шехнер. За аналогією з більш відомої медичної комп'ютерної томографії, зображення в CloudCT будуть робитися одночасно з багатьох сторін навколо хмар і над ними. Такий результат стане можливим завдяки самоорганізації по загальній мережі формації з безліччю доступних, дуже маленьких і дуже рухливих супутників. Однак, «на відміну від ізольованих умов лабораторії, Земля опромінюється сонячним світлом, який не можна переміщати, включати і вимикати. Наші алгоритми аналізу зображень повинні враховувати цю реальність і покладатися на розсіювання світла, що ускладнює завдання».
Точний контроль, необхідний від багатосупутникової системи (кожен супутник в ній буде важити близько трьох кілограмів) для вирішення такого складного завдання, створює нові проблеми мініатюризації, координації та можливостей автономного реагування. Клаус Шилінг вірить в перспективи проекту CloudCT: «Розподілені мережеві супутникові системи, які ми розробляємо для CloudCT, є прикладом того, як нові програми компенсують проблеми, створювані мініатюризацією. Це дозволяє впровадити систему, що самоорганізується в надмалі супутники і по-новому підходити до завдань космічного спостереження, рухаючи науковий прогрес ".
У ці дні вчені збирають свої робочі групи і починають опрацьовувати деталі проекту. На розробку і тестування багатьох аспектів CloudCT ще до запуску буде потрібно чимало часу. «Випробуванням допоможе попередня місія, що складається з трьох супутників, звана TOM - Telematics Earth Mission Observation, а також наш високопродуктивний симулятор динаміки в Вюрцбурзі», - говорить Шилінг. «Цей проект дасть нам можливість побачити і виміряти хмари, як ніколи раніше», - додає Корен. «Ми дуже раді, що Європейська дослідницька рада вибрала наш проект», - говорить Шехнер. «CloudCT вже сьогодні є піонером нових концепцій космічного спостереження Землі та розробки складних алгоритмів обчислювальної візуалізації».