Önümüzdeki birkaç yıl içinde bir noktada (kimse tam olarak ne zaman olduğunu bilmiyor) her biri fil kadar ağır olan üç NASA uydusu kararacak.
Zaten yavaş yavaş yüksekliklerini kaybederek sürükleniyorlar. Yirmi yılı aşkın bir süredir, yani beklenenden çok daha uzun bir süredir gezegene tepeden bakıyorlar; hava durumunu tahmin etmemize, orman yangınlarıyla mücadele etmemize, petrol sızıntılarını izlememize ve daha pek çok şeye yardımcı oluyorlar. Ancak yaş onlara yetişiyor ve yakında son mesajlarını gönderecekler ve Dünya'ya yavaş, son düşüşlerine başlayacaklar.
Bu, bilim adamlarının korktuğu bir an.
Üç yörünge aracı (Terra, Aqua ve Aura) kapatılırsa topladıkları verilerin çoğunu kaybedecekler ve yeni uydular bu veri kaybının tamamını karşılayamayacaktır. Araştırmacılar ya ihtiyaçlarını tam olarak karşılamayan alternatif kaynaklara güvenmeli ya da kayıtlarının devam etmesine izin verecek geçici çözümler aramalıdır.
Bu uyduların topladığı bazı veriler için durum daha da kötü: başka hiçbir araç bu verileri toplamaya devam etmeyecek. Birkaç yıl sonra dünyamız hakkında ortaya çıkardıkları ince detaylar çok daha bulanık hale gelecektir.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden atmosfer kimyacısı Susan Solomon, “Bu yeri doldurulamaz verilerin kaybı tek kelimeyle trajik” dedi. “Tam da gezegenin nasıl etkilendiğimizi ve onu nasıl etkilediğimizi anlamaya odaklanmamıza en çok ihtiyaç duyduğu anda, direksiyon başında fena halde uyuyor gibiyiz.”
Gözden kaçırdığımız asıl alan, ozon tabakasının en önemli evi olan stratosferdir.
Stratosferin soğuk ve ince havasında ozon molekülleri diğer gazlarla etkileşime girdikçe sürekli olarak oluşmakta, yok edilmekte, fırlatılmakta ve sürüklenmektedir. Bu gazların bazıları doğal kökenlidir; diğerleri bizim yüzümüzden oradalar.
Maryland Üniversitesi'nden atmosfer bilimcisi Ross J. Salawitch, “Aura üzerindeki bir cihaz, mikrodalga sonarı, bu kaynayan kimyasal dramın en iyi görüntüsünü bize veriyor” dedi. Aura gittiğinde görüşümüz önemli ölçüde azalacak, dedi.
Son zamanlarda mikrodalga uzuv sonar verilerinin beklenmedik şekillerde faydalı olduğu kanıtlandı, dedi Dr. Salawitch. Avustralya'da 2019'un sonlarında ve 2020'nin başlarında meydana gelen yıkıcı orman yangınları ve 2022'de Tonga yakınlarındaki su altı yanardağı patlaması nedeniyle ozonun ne kadar zarar gördüğünü gösterdi. Bu, bölgedeki yaz musonları aracılığıyla doğu Asya'da stratosfere ne kadar ozon tabakasını incelten kirliliğin girdiğini gösterdi.
Bu kadar çabuk çevrimdışı olmazsa sonar büyük bir gizemin çözülmesine de yardımcı olabilir, Dr. Salawitch. “Kuzey Yarımküre'nin nüfuslu bölgelerindeki ozon tabakasının kalınlığı son on yılda çok az değişti” dedi. “İyileşmeli. Ve hepsi bu değil.
NASA'nın Yer Bilimleri Bölümü araştırma direktör yardımcısı Jack Kaye, araştırmacıların sonarın sonu konusunda endişeleri olduğunu kabul etti. Ancak Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki ve Dünya'daki yeni uydulardaki cihazlar da dahil olmak üzere diğer kaynakların hâlâ “atmosferde olup bitenlere oldukça iyi bir bakış” sağlayacağını savundu.
Finansal gerçekler NASA'yı “zor kararlar almaya zorluyor” diyor Dr. Kaye. “Her şey sonsuza kadar sürse harika olur muydu? Evet,” dedi. NASA'nın misyonunun bir kısmının da bilim insanlarına dünyamıza yeni perspektiflerden bakmalarına yardımcı olacak yeni araçlar sunmak olduğunu söyledi. “Aynı değil ama biliyorsunuz her şey aynı olamayınca elinizden gelenin en iyisini yapıyorsunuz” dedi.
Değişen gezegenimizi inceleyen bilim insanları için aynı veriler ile hemen hemen aynı veriler arasındaki fark çok büyük olabilir. Bir şeyin nasıl geliştiğini anladıklarını düşünebilirler. Ancak yalnızca uzun bir süre boyunca sürekli ve değişmeyen izleme yoluyla neler olup bittiğinden emin olabilirler.
Kayıtta kısa bir kesinti bile sorunlara yol açabilir. Grönland'da bir buz tabakasının çöktüğünü varsayalım. Amerikan Meteoroloji Derneği'nin eski başkanı William B. Gail, deniz seviyesinin yükselişini öncesinde, sırasında ve sonrasında ölçmediğiniz sürece, çöküşün ani bir değişikliğe neden olduğundan asla emin olamayacağınızı söyledi. “Şüpheleniyor olabilirsiniz ama elinizde herhangi bir niceliksel kayıt yok” dedi.
Geçtiğimiz yıl NASA, Terra, Aqua ve Aura'nın sonunun onların çalışmalarını nasıl etkileyeceği konusunda bilim insanlarına bir anket yapmıştı. 180'den fazlası çağrıya cevap verdi.
Haberler'ın Bilgi Edinme Özgürlüğü Yasası talebiyle elde ettiği mektuplarda araştırmacılar, uydulardan gelen çeşitli verilerle ilgili endişelerini dile getirdi. Orman yangınlarından, çöl tozlarından ve volkanik bulutlardan çıkan dumandaki parçacıklar hakkında bilgi. Bulut kalınlığı ölçümleri. Dünyadaki ormanların, otlakların, sulak alanların ve mahsullerin ince ölçekli haritaları.
Bilim insanları, bu bilginin alternatif kaynakları olsa bile, bunun daha az sıklıkta, daha düşük çözünürlükte veya günün belirli zamanlarıyla sınırlı olabileceğini yazdı; tüm bunlar verilerin kullanışlılığını etkileyen faktörler.
Liz Moyer, Dünya'nın atmosferini yakından inceliyor: Çoğu uçağın uçabileceğinden çok daha yükseğe uçan jetleri kullanarak atmosferde aletler uçuruyor. “Bu işe girdim çünkü heyecan verici ve oraya ulaşmak zor” dedi Dr. Moyer, Chicago Üniversitesi'nde ders veriyor. “Orada çalışacak aletler yapmak zor, ölçüm yapmak zor, oraya uçak uçurmak zor.”
“Aura gittikten sonra her şey daha da zor olacak” dedi.
Uçaklar doğrudan atmosferin kimyasını inceleyebilir ancak büyük resmi anlamak için bilim adamlarının uçak ölçümlerini uydu ölçümleriyle birleştirmesi gerekiyor. Moyer. “Uydular olmadan, bağlam olmadan anlık fotoğraflar çekiyoruz” dedi.
Büyük bir kısmı Dr. Moyer'in araştırması, atmosferin en gizemli katmanlarından birinde, yerden dokuz ila on iki mil yükseklikte oluşan ince, buzlu bulutlara odaklanıyor. Bu bulutlar gezegenin ısınmasına yardımcı oluyor ve bilim insanları hâlâ insan kaynaklı iklim değişikliğinin onları nasıl etkilediğini çözmeye çalışıyor.
“Görünüşe göre atmosferin bu kısmını izlemeyi tam da değiştiği anda bırakıyoruz” dedi Dr. Moyer.
Terra ve Aqua'nın sonu, iklimimizdeki bir diğer önemli faktörü izleme şeklimizi etkileyecek: gezegenin ne kadar güneş ışınımı aldığı, emdiği ve uzaya geri yansıttığı. Bu miktarlar arasındaki denge veya aslında dengesizlik, Dünya'nın ne kadar ısınacağını veya soğuyacağını belirler. Bilim insanları bunu anlamak için NASA'nın Bulutlarına ve Dünyanın Radyant Enerji Sistemi (CERES) araçlarına güveniyor.
Şu anda CERES cihazlarıyla uçan dört uydu var: Terra, Aqua ve sonlarına yaklaşan iki yeni uydu. Yine de sadece bir yedek parça üzerinde çalışılıyor. Yaşam beklentisi? 5 yıl.
CERES'e liderlik eden NASA bilim insanı Norman G. Loeb, “Önümüzdeki on yıl içinde dört görevden bir göreve çıkacağız ve geri kalan görevin zirvesi dolmuş olacak” dedi. “Bu benim için gerçekten ayıltıcı.”
Bugün, özel uzay endüstrisinin yükselişi ve Dünya çevresinde uyduların yaygınlaşmasıyla birlikte NASA ve diğer kurumlar, gezegenimizi gözetlemek için farklı bir yaklaşım araştırıyor. Gelecek, o zamanlar Terra, Aqua ve Aura'dan daha ucuz ve daha hızlı yörüngeye fırlatılabilecek daha küçük, daha hafif araçlarda yatıyor olabilir.
Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi, hava ve iklimi izlemek için böyle bir filo geliştiriyor. Dr. Loeb ve NASA'daki diğerleri, Dünya'nın enerji dengesi ölçümlerine devam etmek için hafif bir cihaz üzerinde çalışıyorlar.
Ancak bu tür teknolojilerin faydalı olabilmesi için Dr. Loeb, bugünkü yörünge araçları kararmadan uçuşa başlayacak.
“Farklılıkları anlamak ve sorunları çözmek için iyi ve uzun bir örtüşme dönemine ihtiyacınız var” dedi. “Aksi takdirde, mevcut ölçümleri kullanarak kanıtlama fırsatımız olmadığı sürece bu ölçümlere güvenmek gerçekten zor olacaktır.”
Bilim insanları, Terra, Aqua ve Aura'nın bu kadar uzun süre hayatta kalmasının bazı açılardan NASA'nın takdiri olduğunu söyledi. Şu anda Colorado Boulder Üniversitesi'nde çalışan eski NASA baş bilim insanı Waleed Abdalati, “Mükemmel mühendislik ve muazzam miktarda şansın karışımı sayesinde, bunu 20 yıldır yapıyoruz” dedi.
“Bu uydular bizi biraz heyecanlandırdı. Kendi başarımızın kurbanıyız” dedi Dr. Abdalati. “Bir noktada” diye ekledi, “şans biter.”
Zaten yavaş yavaş yüksekliklerini kaybederek sürükleniyorlar. Yirmi yılı aşkın bir süredir, yani beklenenden çok daha uzun bir süredir gezegene tepeden bakıyorlar; hava durumunu tahmin etmemize, orman yangınlarıyla mücadele etmemize, petrol sızıntılarını izlememize ve daha pek çok şeye yardımcı oluyorlar. Ancak yaş onlara yetişiyor ve yakında son mesajlarını gönderecekler ve Dünya'ya yavaş, son düşüşlerine başlayacaklar.
Bu, bilim adamlarının korktuğu bir an.
Üç yörünge aracı (Terra, Aqua ve Aura) kapatılırsa topladıkları verilerin çoğunu kaybedecekler ve yeni uydular bu veri kaybının tamamını karşılayamayacaktır. Araştırmacılar ya ihtiyaçlarını tam olarak karşılamayan alternatif kaynaklara güvenmeli ya da kayıtlarının devam etmesine izin verecek geçici çözümler aramalıdır.
Bu uyduların topladığı bazı veriler için durum daha da kötü: başka hiçbir araç bu verileri toplamaya devam etmeyecek. Birkaç yıl sonra dünyamız hakkında ortaya çıkardıkları ince detaylar çok daha bulanık hale gelecektir.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden atmosfer kimyacısı Susan Solomon, “Bu yeri doldurulamaz verilerin kaybı tek kelimeyle trajik” dedi. “Tam da gezegenin nasıl etkilendiğimizi ve onu nasıl etkilediğimizi anlamaya odaklanmamıza en çok ihtiyaç duyduğu anda, direksiyon başında fena halde uyuyor gibiyiz.”
Gözden kaçırdığımız asıl alan, ozon tabakasının en önemli evi olan stratosferdir.
Stratosferin soğuk ve ince havasında ozon molekülleri diğer gazlarla etkileşime girdikçe sürekli olarak oluşmakta, yok edilmekte, fırlatılmakta ve sürüklenmektedir. Bu gazların bazıları doğal kökenlidir; diğerleri bizim yüzümüzden oradalar.
Maryland Üniversitesi'nden atmosfer bilimcisi Ross J. Salawitch, “Aura üzerindeki bir cihaz, mikrodalga sonarı, bu kaynayan kimyasal dramın en iyi görüntüsünü bize veriyor” dedi. Aura gittiğinde görüşümüz önemli ölçüde azalacak, dedi.
Son zamanlarda mikrodalga uzuv sonar verilerinin beklenmedik şekillerde faydalı olduğu kanıtlandı, dedi Dr. Salawitch. Avustralya'da 2019'un sonlarında ve 2020'nin başlarında meydana gelen yıkıcı orman yangınları ve 2022'de Tonga yakınlarındaki su altı yanardağı patlaması nedeniyle ozonun ne kadar zarar gördüğünü gösterdi. Bu, bölgedeki yaz musonları aracılığıyla doğu Asya'da stratosfere ne kadar ozon tabakasını incelten kirliliğin girdiğini gösterdi.
Bu kadar çabuk çevrimdışı olmazsa sonar büyük bir gizemin çözülmesine de yardımcı olabilir, Dr. Salawitch. “Kuzey Yarımküre'nin nüfuslu bölgelerindeki ozon tabakasının kalınlığı son on yılda çok az değişti” dedi. “İyileşmeli. Ve hepsi bu değil.
NASA'nın Yer Bilimleri Bölümü araştırma direktör yardımcısı Jack Kaye, araştırmacıların sonarın sonu konusunda endişeleri olduğunu kabul etti. Ancak Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki ve Dünya'daki yeni uydulardaki cihazlar da dahil olmak üzere diğer kaynakların hâlâ “atmosferde olup bitenlere oldukça iyi bir bakış” sağlayacağını savundu.
Finansal gerçekler NASA'yı “zor kararlar almaya zorluyor” diyor Dr. Kaye. “Her şey sonsuza kadar sürse harika olur muydu? Evet,” dedi. NASA'nın misyonunun bir kısmının da bilim insanlarına dünyamıza yeni perspektiflerden bakmalarına yardımcı olacak yeni araçlar sunmak olduğunu söyledi. “Aynı değil ama biliyorsunuz her şey aynı olamayınca elinizden gelenin en iyisini yapıyorsunuz” dedi.
Değişen gezegenimizi inceleyen bilim insanları için aynı veriler ile hemen hemen aynı veriler arasındaki fark çok büyük olabilir. Bir şeyin nasıl geliştiğini anladıklarını düşünebilirler. Ancak yalnızca uzun bir süre boyunca sürekli ve değişmeyen izleme yoluyla neler olup bittiğinden emin olabilirler.
Kayıtta kısa bir kesinti bile sorunlara yol açabilir. Grönland'da bir buz tabakasının çöktüğünü varsayalım. Amerikan Meteoroloji Derneği'nin eski başkanı William B. Gail, deniz seviyesinin yükselişini öncesinde, sırasında ve sonrasında ölçmediğiniz sürece, çöküşün ani bir değişikliğe neden olduğundan asla emin olamayacağınızı söyledi. “Şüpheleniyor olabilirsiniz ama elinizde herhangi bir niceliksel kayıt yok” dedi.
Geçtiğimiz yıl NASA, Terra, Aqua ve Aura'nın sonunun onların çalışmalarını nasıl etkileyeceği konusunda bilim insanlarına bir anket yapmıştı. 180'den fazlası çağrıya cevap verdi.
Haberler'ın Bilgi Edinme Özgürlüğü Yasası talebiyle elde ettiği mektuplarda araştırmacılar, uydulardan gelen çeşitli verilerle ilgili endişelerini dile getirdi. Orman yangınlarından, çöl tozlarından ve volkanik bulutlardan çıkan dumandaki parçacıklar hakkında bilgi. Bulut kalınlığı ölçümleri. Dünyadaki ormanların, otlakların, sulak alanların ve mahsullerin ince ölçekli haritaları.
Bilim insanları, bu bilginin alternatif kaynakları olsa bile, bunun daha az sıklıkta, daha düşük çözünürlükte veya günün belirli zamanlarıyla sınırlı olabileceğini yazdı; tüm bunlar verilerin kullanışlılığını etkileyen faktörler.
Liz Moyer, Dünya'nın atmosferini yakından inceliyor: Çoğu uçağın uçabileceğinden çok daha yükseğe uçan jetleri kullanarak atmosferde aletler uçuruyor. “Bu işe girdim çünkü heyecan verici ve oraya ulaşmak zor” dedi Dr. Moyer, Chicago Üniversitesi'nde ders veriyor. “Orada çalışacak aletler yapmak zor, ölçüm yapmak zor, oraya uçak uçurmak zor.”
“Aura gittikten sonra her şey daha da zor olacak” dedi.
Uçaklar doğrudan atmosferin kimyasını inceleyebilir ancak büyük resmi anlamak için bilim adamlarının uçak ölçümlerini uydu ölçümleriyle birleştirmesi gerekiyor. Moyer. “Uydular olmadan, bağlam olmadan anlık fotoğraflar çekiyoruz” dedi.
Büyük bir kısmı Dr. Moyer'in araştırması, atmosferin en gizemli katmanlarından birinde, yerden dokuz ila on iki mil yükseklikte oluşan ince, buzlu bulutlara odaklanıyor. Bu bulutlar gezegenin ısınmasına yardımcı oluyor ve bilim insanları hâlâ insan kaynaklı iklim değişikliğinin onları nasıl etkilediğini çözmeye çalışıyor.
“Görünüşe göre atmosferin bu kısmını izlemeyi tam da değiştiği anda bırakıyoruz” dedi Dr. Moyer.
Terra ve Aqua'nın sonu, iklimimizdeki bir diğer önemli faktörü izleme şeklimizi etkileyecek: gezegenin ne kadar güneş ışınımı aldığı, emdiği ve uzaya geri yansıttığı. Bu miktarlar arasındaki denge veya aslında dengesizlik, Dünya'nın ne kadar ısınacağını veya soğuyacağını belirler. Bilim insanları bunu anlamak için NASA'nın Bulutlarına ve Dünyanın Radyant Enerji Sistemi (CERES) araçlarına güveniyor.
Şu anda CERES cihazlarıyla uçan dört uydu var: Terra, Aqua ve sonlarına yaklaşan iki yeni uydu. Yine de sadece bir yedek parça üzerinde çalışılıyor. Yaşam beklentisi? 5 yıl.
CERES'e liderlik eden NASA bilim insanı Norman G. Loeb, “Önümüzdeki on yıl içinde dört görevden bir göreve çıkacağız ve geri kalan görevin zirvesi dolmuş olacak” dedi. “Bu benim için gerçekten ayıltıcı.”
Bugün, özel uzay endüstrisinin yükselişi ve Dünya çevresinde uyduların yaygınlaşmasıyla birlikte NASA ve diğer kurumlar, gezegenimizi gözetlemek için farklı bir yaklaşım araştırıyor. Gelecek, o zamanlar Terra, Aqua ve Aura'dan daha ucuz ve daha hızlı yörüngeye fırlatılabilecek daha küçük, daha hafif araçlarda yatıyor olabilir.
Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi, hava ve iklimi izlemek için böyle bir filo geliştiriyor. Dr. Loeb ve NASA'daki diğerleri, Dünya'nın enerji dengesi ölçümlerine devam etmek için hafif bir cihaz üzerinde çalışıyorlar.
Ancak bu tür teknolojilerin faydalı olabilmesi için Dr. Loeb, bugünkü yörünge araçları kararmadan uçuşa başlayacak.
“Farklılıkları anlamak ve sorunları çözmek için iyi ve uzun bir örtüşme dönemine ihtiyacınız var” dedi. “Aksi takdirde, mevcut ölçümleri kullanarak kanıtlama fırsatımız olmadığı sürece bu ölçümlere güvenmek gerçekten zor olacaktır.”
Bilim insanları, Terra, Aqua ve Aura'nın bu kadar uzun süre hayatta kalmasının bazı açılardan NASA'nın takdiri olduğunu söyledi. Şu anda Colorado Boulder Üniversitesi'nde çalışan eski NASA baş bilim insanı Waleed Abdalati, “Mükemmel mühendislik ve muazzam miktarda şansın karışımı sayesinde, bunu 20 yıldır yapıyoruz” dedi.
“Bu uydular bizi biraz heyecanlandırdı. Kendi başarımızın kurbanıyız” dedi Dr. Abdalati. “Bir noktada” diye ekledi, “şans biter.”