Прибор EMIT продемонстрировал возможность обнаружения утечек сточных вод на Земле находясь на борту МКС
Новый прибор NASA под названием EMIT успешно продемонстрировал возможность анализа и обнаружения утечек сточных вод на Земле с орбиты, находясь на борту Международной космической станции.
Первые случаи обнаружения были зафиксированы в округе Сан-Диего, Калифорния, в устье реки Тихуана. Это подтвердило работоспособность новой технологии экологического мониторинга. Спектроскопический прибор на МКС способен направлять усилия специалистов и дополнять данные, полученные в результате прямого отбора проб.
Что такое EMIT?
Прибор EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) был разработан Лабораторией реактивного движения NASA (JPL) и запущен в 2022 году. JPL совершенствует технологии спектроскопической визуализации с 1980-х годов. Сегодня этот метод применяется в различных областях, включая борьбу с пожарами, сельское хозяйство, мониторинг состояния лесов и изучение атмосферы далёких экзопланет.
Хотя изначально EMIT создавался для картирования минеральной пыли в засушливых регионах, теперь он может анализировать и загрязнение воды — что стало неожиданным, но важным применением.
"То, что данные EMIT над побережьем совпадают с полевыми измерениями, впечатляет учёных, занимающихся изучением воды", — сказала Ева Скривнер, ведущий автор исследования и аспирантка Университета Коннектикута. "Это действительно захватывающе".
Проблема загрязнения воды
Устье реки Тихуана, расположенное к югу от Империал-Бич, является крупным источником загрязнения. Ежегодно в реку попадают миллионы галлонов сточных вод, как очищенных, так и неочищенных. В результате загрязнения в воде появляются опасные бактерии, угрожающие здоровью людей и животных. Загрязнённая вода проходит через густонаселённые районы и национальный заповедник на границе США и Мексики.
Новый инструмент для мониторинга загрязнений
Хотя EMIT впервые используется для таких целей, спутниковые приборы уже применялись для наблюдения за состоянием океана. Например, изменения цвета воды, заметные из космоса (зелёные или красные оттенки), могут указывать на наличие фитопланктона или вредоносного цветения водорослей. Однако обнаружение загрязняющих веществ и бактерий оставалось более сложной задачей.
Спектроскопический анализ EMIT работает за счёт фиксации солнечного света, отражённого от Земли, и разделения его на сотни цветовых диапазонов в видимой и инфракрасной областях спектра. Каждая молекула имеет уникальный спектральный «отпечаток», что позволяет учёным анализировать изображения пиксель за пикселем и определять вещества в воде. В данном случае EMIT обнаружил фикоцианин — пигмент, связанный с цианобактериями, которые часто являются индикатором загрязнения. Последующие наземные измерения подтвердили этот спектральный сигнал, доказав эффективность прибора.
Информация о качестве воды обычно основывается на локальных пробах и прямых тестах. Исследователи считают, что EMIT может стать ценным инструментом для оптимизации этих усилий.
"С орбиты можно увидеть, как шлейф сточных вод распространяется в места, где пробы ещё не брались", — сказала соавтор исследования Кристин Ли, учёный из JPL. "Это как диагностика у врача, которая говорит: „Этому участку нужно уделить больше внимания“".
Скривнер добавила, что полученные данные стали «неопровержимым доказательством» наличия сточных вод в шлейфе реки Тихуана. По её мнению, EMIT может повысить эффективность мониторинга в регионах, где отбор проб затруднён логистически или требует больших затрат, особенно в зонах с высоким уровнем загрязнения.