Một Siêu Vệ Tinh Siêu Cao Sẽ Quan Sát Thời Tiết Trên Trái Đất—Và Không Gian

Hôm nay, thành viên mới nhất của gia đình các vệ tinh theo dõi bão sẽ lên đường vào không gian, mang theo những camera có độ phân giải cao sẽ được sử dụng để theo dõi mọi thứ từ siêu bão và lũ lụt đến đám cháy rừng và khói, thậm chí là thời tiết không gian. Tàu vũ trụ GOES-T được dự kiến sẽ phóng lên vào lúc 4:38 chiều giờ Đông (theo giờ địa phương)—tất nhiên, với điều kiện thời tiết thuận lợi, tại Cape Canaveral ở Florida.

“Đây là một tàu vũ trụ rất đa năng. Nói chung, bất kỳ loại thời tiết tốt hay xấu nào, bất kỳ điều kiện môi trường nguy hiểm nào, camera trên GOES-T đều có thể nhìn thấy,” nói Pamela Sullivan, giám đốc chương trình GOES-R tại Cơ quan Quốc gia Đối khí tượng và Đại dương, cùng với NASA thiết kế và xây dựng tàu vũ trụ mới. “Các vệ tinh GOES thực sự giúp đỡ mọi người mỗi ngày, trước, trong và sau một thảm họa.”

Tàu vũ trụ mới sẽ là một phần của một cặp mắt theo dõi Bắc Mỹ—một cái nhìn về phía tây và một cái nhìn về phía đông. GOES-T sẽ tập trung vào phần tây của lục địa Mỹ, Alaska, Hawaii, Mexico, một số khu vực ở Trung Mỹ và Đại Tây Dương. Người anh em của nó, đã quay quanh từ năm 2016, sẽ bao phủ phần đông của lục địa Mỹ, Canada và Mexico.

NOAA đã duy trì bộ đôi vệ tinh này (và đôi khi là bộ ba) kể từ những năm 1970, họ hỏi các vệ tinh cũ khi chúng già cỗi và thay vào đó là những chiếc mới. Một khi ở trong quỹ đạo, GOES-T sẽ được đổi tên thành GOES-18, vì đây là chiếc vệ tinh thứ 18 trong chương trình, và nó cũng sẽ được biết đến với tên gọi GOES-West, vì đây là mắt nhìn về phía tây. Nó sẽ thay thế cho vệ tinh hiện đang bao phủ phía tây, mà vào năm 2018 đã phát triển vấn đề với Advanced Baseline Imager, một trong những công cụ quan trọng nhất của nó. Hệ thống ống dẫn nhiệt vòng lặp đã hoạt động không đúng cách và không truyền đủ nhiệt từ điện tử đến tản nhiệt. Kết quả, nhiệt đã trở thành chất gây ô nhiễm; vào những thời điểm nhất định, cảm biến hồng ngoại trở nên bão hòa, làm suy giảm chất lượng hình ảnh của chúng.

Tuy tàu vũ trụ cũ không vô ích. Sau khi GOES-T đảm nhiệm vị trí, nó sẽ được đặt ở "chế độ chờ" và duy trì như một vật dụng dự trữ trên quỹ đạo, theo Sullivan cho biết. Mười ba tàu vũ trụ trước đó đã được rút lui, trong khi hai tàu khác vẫn còn quay quanh như là bản dự phòng. Tàu vũ trụ mới cũng không phải là cuối cùng. Cuối cùng, một tàu vũ trụ khác (GOES-U) sẽ theo sau, có khả năng thay thế cho tàu vũ trụ nhìn về phía đông, đảm bảo rằng triều đại này sẽ kéo dài ít nhất đến giữa thập kỷ 2030.

GOES-T là bản nâng cấp so với những tàu vũ trụ tiền nhiệm. Nó là thành viên thứ ba của thế hệ mới của tàu vũ trụ GOES đi kèm với phiên bản cải tiến của Advanced Baseline Imager có thể chụp ảnh độ phân giải cao của toàn bộ bán cầu phía tây mỗi năm 5 phút. Nó chụp những hình ảnh đó ở 16 dải phổ hoặc "kênh" khác nhau—một kênh màu đỏ và một kênh màu xanh ở bước sóng nhìn thấy, và sau đó là 14 kênh khác từ bước sóng hồng ngoại gần đến bước sóng hồng ngoại trung. (Các bộ chụp hình GOES trước đó chỉ có năm kênh.) Điều này cho phép các nhà nghiên cứu chọn kênh yêu thích của họ để tạo ra bản đồ tốt nhất về đám cháy rừng, đám mây, bão, khói, bụi, hơi nước, ozon và nhiều hiện tượng khí tượng khác.

Trong khi hầu hết các tàu vũ trụ bay vài trăm dặm trên mặt đất ở quỹ đạo thấp ngoài không gian, quay quanh trái đất mỗi hai giờ khoảng, GOES-T sẽ đi lên đến 22.000 dặm—khoảng một phần mười đường đến mặt trăng. Trong khu vực ít dân cư này được biết đến là quỹ đạo đồng bộ quốc tế, tàu vũ trụ quay quanh cùng tốc độ với sự quay của trái đất, cho phép chúng ở ở cùng một vị trí trên trái đất. Điều quan trọng này giúp tàu vũ trụ GOES theo dõi thời tiết liên tục, thứ có thể thay đổi nhanh chóng. (GOES là viết tắt của Geostationary Operational Environmental Satellites.)

“Đó là ưu điểm lớn nhất của các công cụ GOES,” Amy Huff, một nhà khoa học khí tượng tại Trung tâm Ứng dụng và Nghiên cứu Vệ tinh của NOAA, nói. “Nó thực sự đã làm cuộc cách mạng hóa cách chúng ta đáp ứng đối với đám cháy và khói.”

Với những đám cháy ngày càng gay gắt và tàn phá ở phía tây Hoa Kỳ, như Đám cháy Dixie ở California, Đám cháy Bootleg ở Oregon và Đám cháy Marshall ở Colorado, lính cứu hỏa và các quan chức quản lý khẩn cấp khác cần hình ảnh theo thời gian thực, Huff nói. Sử dụng sự kết hợp của các kênh hồng ngoại của GOES-T, đồng nghiệp của Huff sẽ có thể tiếp tục công việc theo dõi vị trí, cường độ, kích thước và nhiệt độ của đám cháy suốt cả ngày và đêm. Chuyên môn của đội của Huff là khói: Họ theo dõi sự di chuyển của cột khói và ô nhiễm không khí, tạo ra bản đồ và nguồn lực khác cho ngành công nghiệp hàng không và các quan chức y tế công cộng.

Nhà nghiên cứu cũng sẽ sử dụng GOES-T để tạo bản đồ đám mây—không chỉ là những đám mây cumulonimbus tạo ra bão, mà còn là những đám mây mảnh, mây cirrus. “Đó là lý do tôi rất hứng thú khi có GOES West được thay thế bằng GOES-T. Sau đó, nó sẽ cung cấp thông tin trên Đại Tây Dương, đó là một không gian dữ liệu rất lớn. Và vì hầu hết thời tiết của chúng ta đến từ phía Tây, đó là một vấn đề,” Jason Otkin, một nhà khoa học khí tượng tại Đại học Wisconsin thường xuyên sử dụng dữ liệu của những tàu vũ trụ này nói. GOES-T cuối cùng sẽ giúp cải thiện dự báo thời tiết trên khắp Hoa Kỳ, ông nói.

Nhà nghiên cứu và nhà khí tượng cũng thích tận dụng các công cụ khác của tàu vũ trụ, như Bộ đếm Sét Địa cấp Vị trí, phát hiện các đợt sáng bằng cách giám sát một khu vực với độ phân giải thời gian 500 khung hình mỗi giây. Với những tàu vũ trụ tiền nhiệm của GOES-T, các nhà khoa học theo dõi sét đã phá vỡ các kỷ lục thế giới, theo Michael Peterson, một nhà khoa học khí tượng tại Viện Lab Quốc gia Los Alamos, người thường xuyên sử dụng những hình ảnh vệ tinh này để nghiên cứu vật lý của các cú đánh sét. “Chúng tôi có thể thấy một số trường hợp hiếm hoi mà sét có thể kéo dài không chỉ một giây mà hơn 10 giây. Điều đó thật sự phá vỡ khuôn mẫu về những gì chúng ta nghĩ rằng sét có thể làm được,” ông nói. Bằng cách tạo bản đồ sét từ không gian, ông và đồng nghiệp cũng đã phát hiện ra những tia chớp khổng lồ, có khi dài hơn 450 dặm.

GOES-T và đồng bọn cũng được xem xét như là các máy theo dõi thời tiết không gian, Sullivan nói, vì một số cảm biến của chúng được hướng lên trên. Tàu vũ trụ mới sẽ theo dõi để xem mặt trời có ném các cục lớn hạt điện tích không gian, và theo dõi ảnh hưởng của chúng nếu chúng va chạm với cảnh quan từ trường từ trái đất—một hiện tượng thường được gọi là một cơn bão địa cầu. Tàu vũ trụ được trang bị hai cảm biến tia tử ngoại và tia X tập trung vào mặt trời, trong khi một cảm biến khác và một cảm biến từ trường giám sát số lượng electron và proton và trường từ quanh tàu vũ trụ. Phát hiện một biến động đột ngột trong số đó có thể là dấu hiệu cho thấy các tàu vũ trụ và những phi hành gia ở quỹ đạo thấp sắp bị tấn công bởi một cơn bão mặt trời.

Khi các tàu vũ trụ GOES truyền tải hình ảnh và dữ liệu của họ, NOAA làm cho chúng trở nên miễn phí và công khai, Huff nói. “Điều đó cũng thú vị: Mọi người không cần phải thông qua các quan chức quản lý khẩn cấp; họ có thể trực tiếp truy cập trang web của NOAA và xem hình ảnh một cách tự do,” bà nói.

Vào thứ Ba, dự kiến GOES-T sẽ được phóng dưới sự nhìn chăm chú của đồng đội hướng đông, sẽ giúp theo dõi điều kiện từ không gian. Dự báo thời tiết cho đến nay trông có vẻ tốt, tuy nhiên nếu vì lý do nào đó mà việc phóng không thể diễn ra trong khung giờ hai giờ được kế hoạch, NASA sẽ thử lại vào buổi chiều hôm sau. Cuộc phóng sẽ được trực tiếp trên NASA TV.

More Great Mytour Stories

• 📩 Cập nhật mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi!
• Họ đang “gọi để giúp đỡ.” Sau đó họ đánh cắp hàng ngàn
• Đây là cách con người đang can thiệp vào quá trình tiến hóa
• Tàu hỏa chạy bằng pin đang tăng tốc
• Làm thế nào Bored Ape Yacht Club trở nên phổ biến như vậy?
• Tội phạm mạng sẽ gây ra nhiều tổn thất thực tế hơn
• 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ có với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
• 📱 Lưỡng lự giữa những chiếc điện thoại mới nhất? Đừng lo lắng—xem hướng dẫn mua iPhone của chúng tôi và những chiếc điện thoại Android yêu thích