Dati sull'anomalia del livello del mare di Copernicus Sentinel-6, sovrapposto a una mappa che mostra prodotti simili da tutte le missioni altimetriche di Copernico:Jason-3, Sentinel-3A e Sentinel-3B. L'immagine di sfondo è una mappa delle anomalie del livello del mare dai dati dell'altimetro satellitare forniti dal servizio di monitoraggio dell'ambiente marino di Copernicus per il 4 dicembre 2020. I dati per questa immagine sono stati presi dal Sentinel-6 'Short Prodotti Time Critical Livello 2 a bassa risoluzione generati il 5 dicembre. Credito:contiene dati Copernicus Sentinel modificati (2020), elaborato da Eumetsat
Lanciato meno di tre settimane fa, il satellite Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich non solo ha restituito i suoi primi dati, ma i risultati mostrano anche che funziona molto meglio del previsto. Grazie al suo nuovo, sofisticato, tecnologia dell'altimetria, Sentinel-6 è pronto a fornire dati eccezionalmente precisi sull'altezza del livello del mare per monitorare la preoccupante tendenza dell'innalzamento del livello del mare.
Sentinel-6 Michael Freilich è stato lanciato in orbita il 21 novembre dalla California. Dopo aver inviato il suo primo segnale che mostrava che era vivo e vegeto nello spazio, Il centro operativo dell'ESA in Germania si è occupato dei primi giorni in orbita del satellite prima di consegnarlo a Eumetsat per la messa in servizio, ed eventuali operazioni di routine e distribuzione dei dati.
Il satellite è dotato della più recente tecnologia radar-altimetrica europea per estendere la registrazione a lungo termine delle misurazioni dell'altezza della superficie del mare iniziata nei primi anni '90.
Il 30 novembre, gli operatori di volo hanno acceso lo strumento altimetro Poseidon-4 di Sentinel-6, sviluppato dall'ESA. Analizzando i suoi dati iniziali, gli specialisti sono rimasti sbalorditi dalla qualità. Questi primi dati sono stati presentati oggi, attraverso tre immagini principali, alla Settimana Spaziale Europea.
La prima immagine mostra alcuni risultati preliminari dell'altezza della superficie del mare. I dati sono sovrapposti a una mappa che mostra prodotti simili da tutte le missioni altimetriche di Copernicus:Jason-3, Sentinel-3A e Sentinel-3B. L'immagine di sfondo è una mappa delle anomalie del livello del mare dai dati dell'altimetro satellitare forniti dal servizio di monitoraggio dell'ambiente marino di Copernicus per il 4 dicembre 2020. I prodotti di dati Sentinel-6 sono stati generati il 5 dicembre.
A sinistra:l'immagine mostra un confronto tra i dati normalizzati elaborati a bordo di Copernicus Sentinel-6 e quelli downlinked (linea blu), rispetto ai dati grezzi completi (SAR-RAW) elaborati a terra (linea rossa). Rimuovendo il bordo d'uscita dei dati prima di essere trasmessi alla Terra, la velocità dei dati è ridotta del 50% (SAR-RMC) (Compensazione della migrazione di intervallo). I dati ad alta fedeltà a basso rumore sono grazie all'architettura dello strumento digitale Poseidon-4 di Sentinel-6, che è un primo. Non ci sono differenze significative nelle prestazioni di recupero dei parametri geofisici, e l'elaborazione a bordo dimostra le prestazioni previste. A destra:esempio di misurazioni dell'altezza della superficie del mare elaborate dal processore prototipi a terra di livello 2 ESA che mostra la modalità a bassa risoluzione, Dati SAR-RAW e SAR-RMC su un transetto nell'Oceano Atlantico sudorientale. Una struttura significativa dell'altezza della superficie del mare è visibile nei dati rivelati da un segnale a bassissimo rumore. Il miglioramento dell'elaborazione dell'apertura sintetica è evidente nei dati. Credito:contiene dati Copernicus Sentinel modificati (2020), elaborati da ESA/isardSAT, CC BY-SA 3.0 IGO
L'immagine sotto mostra un confronto tra i dati elaborati a bordo del satellite e quelli in downlink (linea blu), rispetto ai dati grezzi completi elaborati a terra (linea rossa). Rimuovendo il bordo d'uscita dei dati prima di essere trasmessi alla Terra, la velocità di trasmissione dati è ridotta del 50%. I dati ad alta fedeltà a basso rumore sono grazie all'architettura dello strumento digitale Poseidon-4 di Sentinel-6, che è un primo. (Clicca sull'immagine per ulteriori informazioni).
Lo scienziato di missione dell'ESA per Copernicus Sentinel-6, Craig Donlon, spiegato, "Possiamo già vedere che il satellite sta fornendo dati incredibili, grazie all'architettura digitale di Posiedon-4 e all'inclusione per la prima volta nell'altimetria dell'elaborazione simultanea del radar ad apertura sintetica ad alta risoluzione e della modalità convenzionale a bassa risoluzione. Questo ci dà l'opportunità di effettuare misurazioni con tecniche radar ad apertura sintetica molto più fini che possono essere paragonate a Jason-3 per comprendere il miglioramento del record climatico".
"È importante che possiamo anche vedere che c'è pochissimo rumore nei dati, quindi abbiamo dati estremamente puliti con cui lavorare."
La serie di immagini qui sotto della laguna russa di Ozero Nayval e dei fiumi circostanti mostra più viste dai satelliti Copernicus. La prima è un'immagine "simile a una telecamera" di Sentinel-2; la seconda è un'immagine radar di Sentinel-1; e il prossimo è di Sentinel-6 nella sua modalità convenzionale a "bassa risoluzione", che non rivela molte informazioni. Però, elaborando i dati dell'altimetria utilizzando tecniche di apertura sintetica completamente focalizzate solitamente utilizzate per l'imaging dei dati radar, l'immagine risultante rivela dettagli eccezionali, evidenziando la potenza dello strumento (clicca sull'immagine per maggiori informazioni).
Le immagini della laguna russa di Ozero Nayval e dei fiumi circostanti mostrano più viste dai satelliti Copernicus. La prima è un'immagine "simile a una fotocamera" con risoluzione di 10 m acquisita il 29 ottobre 2020 da Copernicus Sentinel-2. La penisola si trova nella parte orientale dello stretto del cuscinetto. La laguna di terra, sono chiaramente visibili varie caratteristiche fluviali e lacustri. L'immagine è contrassegnata con la traccia a terra di Copernicus Sentinel-6 mentre attraversa la regione. La seconda è un'immagine radar acquisita il 29 novembre 2020 da Copernicus Sentinel-1 in modalità interferometrica wide swath ed elaborata con una risoluzione di 10 m. La direzione dello sguardo del radar è da destra con effetti di sosta visti sulla regione montuosa a sinistra dell'immagine. La laguna è ghiacciata e nel ghiaccio sono visibili numerose crepe. L'onda dell'oceano e la rugosità del mare sono visibili anche nell'oceano con una certa riflessione e rifrazione delle onde sulle aree costiere meridionali. L'immagine successiva utilizza i dati della modalità a bassa risoluzione a impulso limitato di Copernicus Sentinel-6 per la stessa area. In questa modalità, simile a Giasone-3, le riflessioni radar più intense appaiono come elementi di parabola sovrapposti, ma non si può operare alcuna discriminazione di base. Sovrastante la terza immagine, l'immagine radar ad apertura sintetica completamente focalizzata di Copernicus Sentinel-6 Poseidon-4 rivela le caratteristiche della penisola di Ozero Nayvak nei minimi dettagli. Le alte prestazioni e il basso rumore di Poseidon-4 quando processato utilizzando queste tecniche sviluppate dall'ESA rivela risultati eccezionali. In questo esempio, i dati dell'altimetro sono stati prima elaborati con una risoluzione di 1,1 m nella direzione dell'azimut (da sinistra a destra) e <0,4 m nella direzione dell'intervallo (verticale). Questi dati vengono quindi ulteriormente esaminati in azimut per ridurre il rumore speckle fornendo un'immagine con una risoluzione di ~ 30 m. La potenza di retrodiffusione del radar è codificata in base al colore in funzione della portata trasversale e rivela chiaramente l'elevazione verticale del ghiaccio marino nella laguna e le caratteristiche dei fiumi e dei laghi bassi. A differenza dell'immagine Sentinel-1, il radar Sentinel-6 Poseiodon-4 sta illuminando la scena da nord e in questo caso, si possono vedere chiaramente la struttura delle onde oceaniche e la rifrazione sulla costa. Credito:contiene dati Copernicus Sentinel modificati (2020), elaborati da ESA/Aresys, CC BY-SA 3.0 IGO
Direttore dei programmi di osservazione della Terra dell'ESA, Josef Aschbacher, disse, "Siamo lieti di questi primi risultati e orgogliosi di vedere che il nostro altimetro radar sviluppato dall'ESA funziona così bene. Tuttavia, Copernicus Sentinel-6 è una missione che è stata costruita in collaborazione con la Commissione Europea, Eumetsat, NASA, NOAA e CNES, con tutte le parti che svolgono ruoli essenziali che rendono questa missione il successo che stiamo vedendo oggi".
Un altro risultato sorprendente suggerisce che la posizione dei satelliti nello spazio può essere compresa meglio di quanto si pensasse in precedenza. Un altimetro radar ricava l'altezza del satellite sopra la Terra misurando quanto tempo impiega un impulso radar trasmesso per riflettere dalla superficie terrestre. Sentinel-6 trasporta quindi un pacchetto di strumenti di posizionamento, compreso un sistema in grado di utilizzare sia i segnali GPS che Galileo. Sorprendentemente, l'aggiunta delle misurazioni Galileo apporta un miglioramento della qualità della determinazione dell'orbita, che si aggiunge alle prestazioni complessive della missione.
Maggiori informazioni su Copernicus Sentinel-6
L'innalzamento dei mari è in cima alla lista delle principali preoccupazioni legate al cambiamento climatico. Il monitoraggio dell'altezza della superficie del mare è fondamentale per comprendere i cambiamenti in atto in modo che i decisori abbiano le prove per attuare politiche appropriate per aiutare a frenare il cambiamento climatico e in modo che le autorità possano agire per proteggere le comunità vulnerabili.
Le prime misurazioni di "riferimento" dell'altezza della superficie del mare sono state fornite dal satellite franco-statunitense Topex-Poseidon, che è stata seguita da tre successive missioni di Jason. Mostrano che dal 1993 il livello del mare globale è aumentato, in media, di poco più di 3 mm ogni anno. Ancora più preoccupante, negli ultimi anni l'oceano globale si è alzato, in media, di 4,8 mm all'anno.
Mentre il ruolo di Copernicus Sentinel-6 è quello di continuare questa eredità di misurazioni critiche, il satellite è dotato di una nuova tecnologia di altimetro digitale con elaborazione di bordo dedicata che restituirà misurazioni ancora più precise dell'altezza della superficie del mare.
Sentinella-6 porta, per la prima volta, radar ad apertura sintetica nella serie temporale della missione di riferimento dell'altimetria. Per garantire che le serie temporali di dati multi-satellite rimangano stabili, Sentinel-6 fornisce misurazioni simultanee in modalità convenzionale a bassa risoluzione, che sono simili alle misurazioni di Jason-3, così come le prestazioni migliorate dell'elaborazione del radar ad apertura sintetica che produce misurazioni ad alta risoluzione lungo il binario. Un volo in tandem di 12 mesi, dove Sentinel-6 vola a soli 30 secondi dietro Jason-3, sarà utilizzato per confrontare le misurazioni dei due satelliti indipendenti al fine di estendere con sicurezza il record climatico a livello del mare.
