Cơ quan vũ trụ Hoa Kỳ đã gửi một tia laser vào quỹ đạo để đo điều kiện của các tảng băng trên Trái đất. Nhiệm vụ này, được gọi là ICESat-2, nhằm mục đích mang lại thông tin chính xác hơn về cách sự nóng lên toàn cầu đang ảnh hưởng đến các bề mặt đóng băng của trái đất. Nam Cực, Greenland và các tảng băng của Cây bụi Bắc Cực ở phía bắc đã mất đi một lượng đáng kể về thể tích trong những thập kỷ gần đây. NASA và dự án ICESat-2 của họ sẽ quan sát và ghi lại những thay đổi này từ quỹ đạo cách xa 500 km.

Như chúng ta có thể giả định từ tên của vệ tinh, ICESat-2 tiếp nối dự án ban đầu từ năm 2009. Nó đo bề mặt băng bằng hệ thống laser từ quỹ đạo Trái đất. Tuy nhiên, dự án này gặp phải vấn đề kỹ thuật – vệ tinh bị hạn chế và chỉ có thể đo và quan sát vài tháng trong năm. Vì vậy, NASA đã thiết kế lại kỹ thuật và vệ tinh giờ đây sẽ đáng tin cậy hơn và có cái nhìn sâu sắc chi tiết hơn.

Giáo sư Helen Fricker của Viện Nghiên cứu Đại dương Scripps giải thích:

"ICESat-2 sẽ quan sát tầng băng của Trái đất với độ phân giải không gian mà chúng tôi chưa từng thấy trước đây. Chùm tia này được chia thành sáu chùm riêng lẻ – ba cặp – để chúng ta có thể lập bản đồ bề mặt băng cũng như độ dốc của sông băng tốt hơn. Điều này cho phép chúng tôi diễn giải tốt hơn những thay đổi về chiều cao. Cứ ba tháng một lần, những ghi chép tương tự được lập từ bề mặt sông băng, cho chúng ta cái nhìn tổng quan về sự thay đổi độ cao trong các mùa nhất định.”

Kết xuất nghệ sĩ: ICESat-2 bắn tia laser 10 lần mỗi giây

Tại sao sứ mệnh này của NASA lại quan trọng?

Nam Cực và Greenland mất hàng tỷ tấn băng mỗi năm. Nó chủ yếu là kết quả của việc nước ấm va chạm với đất liền và làm tan chảy các sông băng trên biển này. Những khối băng này sau đó giúp các đại dương dâng cao. Ở Bắc Cực, các tảng băng theo mùa cũng đang suy giảm. Theo tất cả các tài khoản, kể từ năm 1980, băng biển phía bắc đã mất XNUMX/XNUMX tổng khối lượng. Và mặc dù điều này không ảnh hưởng trực tiếp đến mực nước biển dâng cao (chúng giống như một bản sao địa lý, với Bắc Cực được bao quanh bởi đất liền và Nam Cực được bao quanh bởi đại dương), nhưng nó vẫn khiến nhiệt độ của khu vực tăng lên.

Tiến sĩ Tom Neumann, Đại diện Khoa học Dự án ICESat-2, cho biết:

"Nhiều thay đổi xảy ra ở các cực có thể xuất hiện rất mơ hồ và do đó cần có công nghệ rất chính xác để đo chúng một cách chính xác. Ngay cả sự thay đổi độ cao dù nhỏ như một centimet, trên một khu vực như Nam Cực, cũng tiêu tốn một lượng nước khổng lồ. Và lên tới 140 tỷ tấn."

ICESat-2 hoạt động như thế nào?

Hệ thống laser mới này là một trong những thiết bị quan sát Trái đất lớn nhất từng được NASA chế tạo. Nó nặng một tấn. Nó sử dụng công nghệ gọi là "đếm photon". Nó bắn ra khoảng 10 xung ánh sáng mỗi giây. Mỗi xung này truyền xuống Trái đất, bật ra và quay trở lại trong khoảng thời gian khoảng 000 mili giây. Thời gian chính xác bằng điểm cao của bề mặt phản chiếu.

Cathy Richardson, thành viên nhóm NASA phát triển thiết bị này, cho biết:

“Chúng ta bắn ra khoảng một nghìn tỷ photon (hạt ánh sáng) mỗi giây. Khoảng một người sẽ quay trở lại với chúng tôi. Chúng ta có thể tính toán thời gian quay trở lại của một photon này chính xác như thời gian nó được gửi đến Trái đất. Và vì vậy chúng tôi có thể xác định khoảng cách trong phạm vi nửa centimet."

NASA sẽ cho chúng ta cái nhìn chưa từng có về bề mặt băng giá của Trái đất

Tia laser đo mỗi 70cm.

Dự án này sẽ cung cấp cho chúng ta những loại thông tin gì?

Các nhà khoa học hy vọng ICESat-2 có thể giúp tạo ra bản đồ toàn diện đầu tiên về mật độ băng biển ở Nam Cực. Hiện nay, công nghệ thu thập thông tin sẵn có chỉ hoạt động cho Bắc Cực. Cần so sánh điểm cao của bề mặt sông băng và mực nước biển. Các nhà khoa học biết mật độ của nước biển và băng nên họ có thể tính toán lượng băng phải ở dưới nước để xác định tổng khối lượng của băng biển.

So sánh các tảng băng biển vào tháng 3 (tháng 3) và tháng 9 (tháng 9). Trên là cực Bắc của Bắc Cực, dưới là cực Nam của Nam Cực

Tất nhiên rồi ở Nam Cực, nó cần được tiếp cận theo cách khác. Ở cực nam, đáy biển thường bị tuyết bao phủ, điều này có thể gây gánh nặng lên các sông băng đến mức chúng bị đẩy hoàn toàn xuống dưới nước và việc tính toán phức tạp hơn nhiều. Giải pháp được đề xuất là sự kết hợp giữa vệ tinh ICESat-2, sẽ giúp tính toán độ cao của bề mặt và công nghệ của vệ tinh radar, có thể tiếp cận sâu hơn vào bề mặt tuyết bằng các chùm vi sóng của nó. Do đó, sự hợp tác này có thể mang lại nhiều ánh sáng hơn cho dự án.

Không cần phải lo lắng, tia laser không đủ mạnh để giúp làm tan chảy sông băng từ độ cao quỹ đạo cách mặt đất 500km. Nhưng trong đêm tối người ta có thể nhìn thấy một chấm xanh trên bầu trời, khi ICESat bay qua khu vực của chúng tôi.