In den nächsten Jahren – niemand weiß genau wann – werden drei NASA-Satelliten, jeder so schwer wie ein Elefant, aussterben.
Sie driften bereits und verlieren allmählich an Höhe. Sie beobachten den Planeten seit mehr als zwei Jahrzehnten, viel länger als erwartet, und helfen uns, das Wetter vorherzusagen, Waldbrände zu bekämpfen, Ölverschmutzungen zu überwachen und vieles mehr. Aber das Alter holt sie ein, und bald werden sie ihre letzten Übertragungen senden und ihren langsamen und endgültigen Fall zur Erde beginnen.
Es ist ein Moment, den Wissenschaftler fürchten.
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Wenn die drei Orbiter – Terra, Aqua und Aura – abgeschaltet werden, gehen viele der von ihnen gesammelten Daten verloren, und neuere Satelliten werden nicht die gesamte Lücke füllen. Forscher müssen sich entweder auf andere Quellen verlassen, die möglicherweise nicht genau ihren Anforderungen entsprechen, oder nach Workarounds suchen, damit ihre Archive weitergeführt werden können.
Bei einigen der von diesen Satelliten gesammelten Daten ist die Situation sogar noch schlimmer: Kein anderes Instrument wird sie weiterhin sammeln. In ein paar Jahren werden die Feinheiten, die sie über unsere Welt preisgeben, viel verschwommener werden.
„Der Verlust dieser unersetzlichen Daten ist einfach tragisch“, sagte Susan Solomon, Atmosphärenchemikerin am Massachusetts Institute of Technology. „Gerade als der Planet es am dringendsten braucht, dass wir uns darauf konzentrieren, zu verstehen, wie und wie wir davon betroffen sind, scheinen wir am Steuer schrecklich zu schlafen. »
Der Hauptbereich, den wir aus den Augen verlieren, ist die Stratosphäre, die wesentliche Heimat der Ozonschicht.
In der kalten, dünnen Luft der Stratosphäre bilden sich Ozonmoleküle, die durch die Wechselwirkung mit anderen Gasen ständig zerstört, ausgestoßen und weggeschwemmt werden. Einige dieser Gase sind natürlichen Ursprungs; andere sind wegen uns da.
„Ein Instrument auf Aura, der Microwave Sounder, ermöglicht uns den besten Blick auf dieses brodelnde chemische Drama“, sagte Ross J. Salawitch, Atmosphärenforscher an der University of Maryland. Sobald die Aura verschwunden ist, wird sich unsere Sehkraft erheblich verschlechtern, sagte er.
Salawitch sagte, dass Mikrowellen-Echolotdaten kürzlich ihren Wert auf unerwartete Weise bewiesen hätten. Es zeigte das Ausmaß der Ozonschäden, die durch verheerende Waldbrände in Australien Ende 2019 und Anfang 2020 sowie durch den Unterwasservulkanausbruch in der Nähe von Tonga im Jahr 2022 verursacht wurden. Es zeigte, wie punktuell ozonschädigende Verschmutzung in die Stratosphäre über dem Osten geschleudert wurde. Asien durch den Sommermonsun der Region.
Wenn die Verbindung nicht so bald unterbrochen würde, könnte der Echolot auch zur Lösung eines großen Rätsels beitragen, sagte Salawitch. „Die Dicke der Ozonschicht über besiedelten Regionen der nördlichen Hemisphäre hat sich im letzten Jahrzehnt kaum verändert“, sagte er. „Er sollte sich erholen.“ Und das ist nicht der Fall.
Jack Kaye, stellvertretender Forschungsdirektor in der Geowissenschaftsabteilung der NASA, räumte ein, dass die Forscher Bedenken hinsichtlich des Endes des Echolots hätten. Aber er argumentierte, dass andere Quellen, darunter Instrumente auf neueren Satelliten, der Internationalen Raumstation und hier auf der Erde, immer noch „einen ziemlich guten Einblick in die Vorgänge in der Atmosphäre“ bieten würden.
Die finanziellen Realitäten zwingen die NASA dazu, „schwierige Entscheidungen“ zu treffen, sagte Kaye. „Wäre es toll, wenn alles ewig dauern würde?“ Ja“, sagte er. Teil der NASA-Mission sei es aber auch, Wissenschaftlern neue Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, die ihnen helfen, unsere Welt auf neue Weise zu betrachten, sagte er. „Es ist nicht dasselbe, aber wissen Sie, wenn nicht alles gleich sein kann, tut man sein Bestes“, sagte er.
Für Wissenschaftler, die unseren sich verändernden Planeten untersuchen, kann der Unterschied zwischen denselben Daten und nahezu denselben Daten enorm sein. Sie könnten denken, sie verstehen, wie sich etwas entwickelt. Aber nur durch eine kontinuierliche, konsequente und über einen langen Zeitraum erfolgende Überwachung können sie sicher sein, was geschieht.
Schon eine kurze Unterbrechung der Aufnahme kann zu Problemen führen. Angenommen, in Grönland bricht eine Eisscholle zusammen. Wenn man den Anstieg des Meeresspiegels nicht vorher, während und nachher misst, kann man nie sicher sein, ob eine plötzliche Veränderung durch den Zusammenbruch verursacht wurde, sagte William B. Gail, ehemaliger Präsident der American Moasting Society. „Das könnte man annehmen, aber man hat keine quantitativen Daten“, sagte er.
Letztes Jahr befragte die NASA Wissenschaftler dazu, wie sich das Ende von Terra, Aqua und Aura auf ihre Arbeit auswirken würde. Mehr als 180 von ihnen folgten dem Aufruf.
In ihren Briefen, die die New York Times auf Anfrage des Freedom of Information Act erhielt, äußerten die Forscher Bedenken hinsichtlich einer Vielzahl von Daten der Satelliten. Informationen zu Partikeln, die im Rauch von Waldbränden, Wüstenstaub und Vulkanwolken gefunden wurden. Messungen der Wolkendicke. Kleinformatige Karten der Wälder, Graslandschaften, Feuchtgebiete und Kulturen der Welt.
Selbst wenn es andere Quellen für diese Informationen gäbe, schreiben die Wissenschaftler, könnten diese weniger häufig oder von geringerer Auflösung oder auf bestimmte Tageszeiten beschränkt sein – alles Faktoren, die den Nutzen der Daten bestimmen.
Liz Moyer untersucht die Erdatmosphäre aus nächster Nähe: indem sie Instrumente mit Jets durch die Atmosphäre fliegt, die viel höher fliegen, als die meisten Flugzeuge fliegen können. „Ich habe mich darauf eingelassen, weil es aufregend ist und es schwierig ist, dorthin zu gelangen“, sagte Moyer, der an der University of Chicago lehrt. „Es ist schwierig, dort funktionierende Instrumente zu bauen, es ist schwierig, Messungen durchzuführen, und es ist schwierig, Flugzeuge dorthin zu bringen.“
Es werde noch schwieriger, wenn Aura erst einmal gegangen sei, sagte sie.
Flugzeuge können die Chemie der Atmosphäre direkt untersuchen, aber um ein vollständiges Bild zu erhalten, müssen Wissenschaftler immer noch Flugzeugmessungen mit Satellitenmessungen kombinieren, sagte Moyer. „Ohne Satelliten machen wir Schnappschüsse ohne Kontext“, sagte sie.
Ein Großteil von Moyers Forschung konzentriert sich auf die dünnen, eisigen Wolken, die sich 9 bis 12 Meilen über dem Boden in einer der mysteriösesten Schichten der Atmosphäre bilden. Diese Wolken tragen zur Erwärmung des Planeten bei, und Wissenschaftler versuchen immer noch zu verstehen, wie der vom Menschen verursachte Klimawandel sie beeinflusst.
„Es sieht so aus, als würden wir aufhören, diesen Teil der Atmosphäre zu beobachten, und zwar genau dann, wenn er sich verändert“, sagte Moyer.
Das Ende von Terra und Aqua wird sich darauf auswirken, wie wir einen weiteren wichtigen Faktor unseres Klimas überwachen: die Menge an Sonnenstrahlung, die der Planet empfängt, absorbiert und in den Weltraum zurückstrahlt. Das Gleichgewicht zwischen diesen Größen – oder eigentlich das Ungleichgewicht – bestimmt, wie stark sich die Erde erwärmt oder abkühlt. Und um es zu verstehen, verlassen sich Wissenschaftler auf Instrumente aus den Clouds und dem Radiant Energy System der Erde (CERES).
Derzeit fliegen vier Satelliten mit CERES-Instrumenten: Terra, Aqua sowie zwei neuere, die ebenfalls kurz vor der Fertigstellung stehen. Allerdings ist nur ein Ersatz in Arbeit. Seine Lebensdauer? 5 Jahre.
„In den nächsten zehn Jahren werden wir von vier Missionen auf nur eine anwachsen, und die verbleibende wird ihre Blütezeit überschritten haben“, sagte Norman G. Loeb, der NASA-Wissenschaftler, der CERES leitet. „Für mich ist es wirklich ernüchternd.“
Heute, mit dem Aufstieg der privaten Raumfahrtindustrie und der Verbreitung von Satelliten rund um die Erde, erkunden die NASA und andere Behörden einen anderen Ansatz, um unseren Planeten im Auge zu behalten. Die Zukunft könnte in kleineren, leichteren Instrumenten liegen, die kostengünstiger und agiler in die Umlaufbahn gebracht werden könnten als Terra, Aqua und Aura zu ihrer Zeit.
Die National Oceanic and Atmospheric Administration entwickelt eine solche Flotte zur Überwachung von Wetter und Klima. Loeb und andere bei der NASA arbeiten an einem leichten Instrument, um ihre Messungen des Energiehaushalts der Erde fortzusetzen.
Damit solche Technologien jedoch nützlich sein können, müssen sie laut Loeb mit dem Flug beginnen, bevor die derzeitigen Orbiter aussterben.
„Es braucht eine gute, lange Überschneidungsphase, um die Unterschiede zu verstehen und die Probleme zu lösen“, sagte er. „Andernfalls wird es sehr schwierig sein, diesen Messungen zu vertrauen, wenn wir nicht die Möglichkeit hatten, sie anhand aktueller Messungen zu beweisen.“
In gewisser Weise ist es der NASA zu verdanken, dass Terra, Aqua und Aura so lange durchgehalten haben, sagten die Wissenschaftler. „Dank einer Mischung aus exzellenter Ingenieurskunst und großem Glück haben wir das jetzt schon seit 20 Jahren“, sagte Waleed Abdalati, ein ehemaliger Chefwissenschaftler der NASA, jetzt an der University of Colorado in Boulder.
„Wir sind sozusagen süchtig nach diesen Satelliten geworden. Wir sind Opfer unseres eigenen Erfolgs“, sagte Abdalati. „Irgendwann“, fügte er hinzu, „ändert sich das Glück.“
ca. 2024 The New York Times Company