31 січня 1958 року Сполучені Штати відкрили нову еру у космічних дослідженнях, запустивши свій перший супутник Explorer 1. Цей апарат виявився не лише пусковою платформою для подальших космічних експериментів, але і першим антеною до невидимого світу космічних променів. Хоча останнє повідомлення з Explorer 1 надійшло у травні 1958 року, супутник продовжував обертатись навколо Землі, завершивши понад 58 тисяч обертів. Цей перший крок зробив сенсаційний прорив, відкриваючи нові горизонти для NASA, що, в свою чергу, активно розробляло інші необхідні інструменти для аналізу систем Землі.
Перший крок у дослідженні космосу: від Explorer 1 до сучасних технологій
До 1975 року, всього через п’ять років після згоряння Explorer 1 в атмосфері Землі, NASA запустило свою першу німбусну місію. Цей супутник надав глобальні спостереження за кількістю сонячного випромінювання, що входить та виходить з атмосфери, що значно поліпшило перші кліматичні моделі та заклало фундамент для експерименту NASA з бюджетом радіації Землі (ERBE).
В середині 1970-х команда ERBE почала планувати наступний етап вимірювання бюджету радіації Землі. Брюс Баркстром, колишній учасник наукової команди ERBE, згадав, як перша зустріч науковців присвячена проекту тривала цілий день, адже учасники намагалися чітко визначити, на якій висоті знаходиться верхня межа атмосфери. Після тривалих дискусій було вирішено, що ця позначка становить близько 30 км над поверхнею нашої планети.
Дослідження 80-90-хх років
У жовтні 1984 року ERBE був запущений на борту супутника NASA Earth Radiation Budget Satellite, легальною ракету з шатла Challenger. Брюс Баркстром пригадав, як радісно він спостерігав за запуском, коли небо освітилось від яскравого викиду, попри хмари, що покривали горизонт.
Протягом десяти років ERBE збирав цінні дані для вивчення енергетичних взаємодій між Сонцем, хмарами та Землею. Інформація, отримана від супутника, допомогла глибше зрозуміти, як хмари впливають на енергетичний баланс Землі. Наприкінці 1980-х років з’явилася перша пряма спостереження, яке підтвердило, що хмари охолоджують глобальний клімат. Щоб кількісно визначити цей вплив, колишній головний дослідник CERES Брюс Віелікі розробив алгоритм, який чітко продемонстрував різницю між умовами з хмарами й без них.
З новими знаннями про ключову роль хмар у енергетичному бюджеті Землі, науковці прагнули отримати ще більше даних. У 1997 році був запущений перший з нової серії інструментів, CERES, який продовжив вимірювання, розпочаті ERBE. З тих пір в космосі активовано шість інших CERES-інструментів, що вимірюють сонячну енергію, відображену Землею, та тепло, що випромінює планета.
Останній CERES-інструмент
Запущений у листопаді 2017 року, останній CERES-інструмент на борту системи NOAA Joint Polar Satellite System (JPSS)-1 вже успішно активно функціонує. Протягом 42 років NASA стежить за енергетичним балансом Землі. Команда в NASA Langley продовжує вдосконалювати технології збору даних, завойовуючи нові горизонти розуміння принципів функціонування Землі.
За словами Баркстрома, прагнення зрозуміти радіаційний баланс Землі триває з приблизно 1880 року. Енергетичний бюджет Землі є метафорою тонкого балансу між енергією від Сонця та енергією, що випромінюється назад у космос. Постійні, стабільні та точні дані є критично важливими для розуміння цього балансу.
Останні дані покращують моделі, які забезпечують сезонні та довгострокові прогнози, допомагаючи промисловості та політикам краще планувати майбутнє. Необхідність в даних, що постійно оновлюються, залишиться актуальною для науки в умовах швидко змінюваного клімату та екосистем.
