Una volta in orbita, la missione SWOT monitorerà regolarmente non solo i grandi fiumi come il Willamette dell'Oregon, nella foto, ma anche i corsi d'acqua più piccoli con un diametro di almeno 330 piedi (100 metri). Credito:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
L'acqua è vita, ma nonostante tutta la sua importanza, l'umanità ha una visione sorprendentemente limitata dei corpi d'acqua dolce della Terra. I ricercatori hanno misurazioni affidabili del livello dell'acqua solo per poche migliaia di laghi in tutto il mondo e pochi o nessun dato su alcuni degli importanti sistemi fluviali del pianeta. Il prossimo satellite Surface Water and Ocean Topography (SWOT) colmerà questa enorme lacuna. Aiutando a fornire una migliore comprensione del ciclo dell'acqua terrestre, aiuterà sia a una migliore gestione delle risorse idriche sia ad ampliare la conoscenza di come il cambiamento climatico influisce su laghi, fiumi e bacini idrici.
Una collaborazione tra la NASA e l'agenzia spaziale francese Center National d'Études Spatial (CNES), con il contributo dell'Agenzia spaziale canadese e dell'Agenzia spaziale del Regno Unito, SWOT dovrebbe essere lanciato a novembre dalla base della forza spaziale di Vandenberg in California. Ingegneri e tecnici stanno finendo i lavori sul satellite in una struttura gestita da Thales Alenia Space a Cannes, in Francia.
SWOT ha diversi compiti chiave, inclusa la misurazione dell'altezza dei corpi idrici sulla superficie terrestre. Sopra l'oceano, il satellite sarà in grado di vedere caratteristiche come vortici di meno di 60 miglia (100 chilometri) di diametro, più piccoli di quelli che i precedenti satelliti sul livello del mare potevano osservare. SWOT misurerà anche più del 95% dei laghi della Terra più grandi di 15 acri (6 ettari) e fiumi più larghi di 330 piedi (100 metri).
"I database attuali forse contengono informazioni su un paio di migliaia di laghi in tutto il mondo", ha affermato Tamlin Pavelsky, responsabile scientifico dell'acqua dolce della NASA per SWOT, con sede presso l'Università della Carolina del Nord, a Chapel Hill. "SWOT spingerà quel numero tra 2 milioni e 6 milioni."
Oltre a misurare l'altezza dell'acqua, indipendentemente dal fatto che si trovi in un lago, in un fiume o in un bacino idrico, SWOT ne misurerà anche l'estensione o la superficie. Queste informazioni cruciali consentiranno agli scienziati di calcolare quanta acqua si muove attraverso i corpi d'acqua dolce. "Una volta ottenuto il volume d'acqua, puoi valutare meglio il bilancio idrico, o quanta acqua scorre dentro e fuori un'area", ha affermato Lee-Lueng Fu, scienziato del progetto SWOT presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, che gestisce la parte statunitense della missione.
Questo è importante perché il cambiamento climatico sta accelerando il ciclo dell'acqua della Terra. Temperature più calde significano che l'atmosfera può contenere più acqua (sotto forma di vapore acqueo), il che può causare, ad esempio, tempeste di pioggia più forti di quanto una regione potrebbe normalmente vedere. Questo, a sua volta, può devastare le fattorie, danneggiando i raccolti. Tali cambiamenti accelerati possono rendere più difficile la gestione delle risorse idriche di una comunità.
"Con l'intensificarsi del ciclo dell'acqua terrestre, la previsione di eventi estremi futuri come inondazioni e siccità richiede il monitoraggio sia dei cambiamenti nell'approvvigionamento idrico dall'oceano che della domanda e dell'utilizzo di acqua sulla terra. Lo sguardo globale di SWOT su tutte le acque superficiali sulla Terra ci darà esattamente questo", ha affermato Nadya Vinogradova Shiffer, scienziata del programma SWOT presso il quartier generale della NASA a Washington.
Un'immagine più grande e migliore
SWOT fornirà i suoi dati rivoluzionari utilizzando un nuovo strumento chiamato Ka-band Radar Interferometer (KaRIn), che fa rimbalzare gli impulsi radar sulla superficie dell'acqua e riceve il segnale di ritorno con due antenne contemporaneamente. Le antenne sono distanziate di 33 piedi (10 metri) su un boom, consentendo ai ricercatori di raccogliere informazioni lungo un'area di circa 75 miglia (120 chilometri di larghezza) della superficie terrestre, un percorso più ampio di quello dei predecessori del satellite.
L'ingegneria richiesta per questo tipo di sistema è complicata perché un boom dell'antenna così grande richiede un'incredibile stabilità e perché i ricercatori hanno bisogno di calcoli molto precisi per produrre misurazioni dell'oceano terrestre e dei corpi d'acqua dolce. "L'idea di base di SWOT risale alla fine degli anni '90, ma trasformare quel concetto in realtà, tutta quell'ingegneria, ha richiesto un'enorme quantità di tempo e fatica", ha affermato Pavelsky.
I satelliti già in orbita possono misurare l'altezza dell'acqua - nell'oceano, laghi molto grandi e fiumi molto grandi - o la superficie di un corpo idrico. Ma per calcolare le variazioni di volume nel tempo, gli scienziati devono abbinare le misurazioni di estensione e altezza che strumenti diversi hanno effettuato in giorni diversi. Ciò rende difficile determinare i dettagli di base, come quanta acqua scorre attraverso i fiumi del mondo e quanto varia quel volume. "Penseresti che lo sapremmo già", ha detto Pavelsky. "Ma per molti fiumi nel mondo, non ci sono molti di questi tipi di misurazioni."
SWOT eliminerà la necessità di mettere insieme le informazioni su estensione e altezza da diversi satelliti e allo stesso tempo il satellite fornirà ai ricercatori una visione globale delle acque superficiali della Terra. "Sarà un enorme cambiamento nella nostra conoscenza e comprensione dell'acqua dolce", ha affermato Sylvain Biancamaria, membro del team scientifico SWOT e ricercatore in acqua dolce presso il Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales a Tolosa, in Francia.
Alcuni studi, tra cui uno pubblicato lo scorso anno su Natura , hanno utilizzato le misurazioni del livello dell'acqua per osservare come i laghi e i fiumi nel mondo cambiano nel tempo. Tuttavia, i dati che i ricercatori si aspettano da SWOT forniranno una migliore comprensione dei livelli dell'acqua e della superficie, che verranno entrambi campionati più frequentemente e su un'area più ampia della Terra. Una volta in orbita, SWOT restituirà circa un terabyte di dati non elaborati al giorno.
Scienziati come Biancamaria e Pavelsky sono particolarmente impazienti di ottenere informazioni a livello di bacino, o l'area di terra drenata da un lago o da un fiume e dai suoi affluenti. "Dal punto di vista sociale, che si tratti di acqua potabile, navigazione, controllo delle inondazioni, l'acqua deve essere gestita a scala di bacino", ha affermato Biancamaria. "Pertanto, sono necessarie osservazioni che coprano l'intero bacino e SWOT fornirà tali set di dati". + Esplora ulteriormente
