विकास के वर्षों में, उपकरण को पृथ्वी के ताजे जल निकायों और महासागर में पानी की ऊंचाई के बहुत सटीक मापों को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कैरिन समुद्र में पानी की ऊंचाई को मापेगा, धाराओं और एडीज जैसी विशेषताओं को “देखना” जो 13 मील (20 किलोमीटर) से कम हैं – समुद्र के अन्य उपग्रहों के साथ पता लगाने योग्य से 10 गुना छोटा है। यह 15 एकड़ (62,500 वर्ग मीटर) से बड़ी झीलों और जलाशयों और 330 फीट (100 मीटर) से अधिक चौड़ी नदियों पर भी डेटा एकत्र करेगा।
“मीठे पानी के लिए, यह हमारे ज्ञान के मामले में एक लंबी छलांग होगी,” दक्षिणी कैलिफोर्निया में नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी में कैरिन इंस्ट्रूमेंट मैनेजर डैनियल एस्टेबन-फर्नांडीज ने कहा। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं के पास वर्तमान में दुनिया भर में केवल कुछ हज़ार झीलों पर अच्छा डेटा है; SWOT उस संख्या को कम से कम एक मिलियन तक बढ़ा देगा।
अत्याधुनिक कैरिन उपकरण इस अंतरराष्ट्रीय मिशन के केंद्र में है, जो नासा और फ्रांसीसी अंतरिक्ष एजेंसी सेंटर नेशनल डी’एट्यूड्स स्पैटियालेस (सीएनईएस) के बीच लंबे समय से चल रहे सहयोग में नवीनतम है, जिसमें कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी (सीएसए) और योगदान शामिल हैं। यूके स्पेस एजेंसी।
एक बड़ी तस्वीर
अब तक, शोधकर्ता ऐसे उपकरणों पर निर्भर पानी के शरीर का अध्ययन करने की तलाश में हैं जो विशिष्ट स्थानों पर मापते हैं – जैसे नदियों या समुद्र में गेज – या जो अंतरिक्ष-आधारित हैं, पृथ्वी के संकीर्ण “ट्रैक” के साथ डेटा इकट्ठा करते हैं, वे कक्षा से देख सकते हैं। शोधकर्ताओं को तब एक्सट्रपलेशन करना होगा यदि वे एक व्यापक विचार चाहते हैं कि जल निकाय में क्या हो रहा है।
कैरिन अलग है। रडार उपकरण के माइक्रोवेव सिरे पर Ka-बैंड आवृत्ति का उपयोग करता है विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम बादल छाने और रात के अंधेरे में घुसने के लिए। नतीजतन, यह मौसम या दिन के समय की परवाह किए बिना माप ले सकता है। इंस्ट्रूमेंट कॉन्फ़िगरेशन में 33 फीट (10 मीटर) लंबे बूम के प्रत्येक छोर पर एक एंटीना होता है। पानी की सतह से राडार स्पंदन को उछाल कर और दोनों एंटेना के साथ वापसी संकेत प्राप्त करके, KaRIn उपग्रह के दोनों ओर 30 मील (50 किलोमीटर) चौड़ी पट्टी के साथ डेटा एकत्र करेगा। उत्तरी कैरोलिना विश्वविद्यालय, चैपल हिल स्थित SWOT के लिए नासा मीठे पानी के विज्ञान के प्रमुख टैमलिन पावेल्स्की ने कहा, “KaRIn डेटा के साथ, हम वास्तव में देख पाएंगे कि इन एक्सट्रपलेशन पर भरोसा करने के बजाय क्या हो रहा है।”
दो KARIn एंटेना 553 मील (890 किलोमीटर) ऊपर से पृथ्वी पर एक ही स्थान देखेंगे। चूंकि एंटेना दो दिशाओं से पृथ्वी पर एक दिए गए बिंदु को देखते हैं, उपग्रह पर वापस परावर्तित वापसी संकेत प्रत्येक एंटीना पर एक दूसरे के साथ चरण या चरण से थोड़ा हटकर पहुंचते हैं। इस चरण के अंतर का उपयोग करते हुए, दो एंटेना के बीच की दूरी, और रडार तरंग दैर्ध्य, शोधकर्ता उस पानी की ऊंचाई की गणना कर सकते हैं जिसे केआरआईएन देख रहा है।
निर्णायक प्रौद्योगिकी
इस तरह के एक उल्लेखनीय उपकरण ने इसे विकसित करने वाली टीम से बहुत कुछ मांगा। शुरुआत के लिए, स्थिरता की आवश्यकता थी। एस्टेबन-फर्नांडीज ने कहा, “आपके पास दो एंटेना जमीन पर एक ही स्थान पर देख रहे हैं, लेकिन अगर उनके पैरों के निशान ओवरलैप नहीं होते हैं, तो आपको कुछ भी दिखाई नहीं देगा।” यह कई तकनीकी चुनौतियों में से एक थी जिसका सामना मिशन को KARIn बनाने में करना पड़ा।
इंजीनियरों को यह भी जानने की जरूरत है कि केआरआईएन के डेटा की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए अंतरिक्ष में एसडब्ल्यूओटी कैसे स्थित है। यदि शोधकर्ताओं को पता नहीं है कि अंतरिक्ष यान झुका हुआ है, उदाहरण के लिए, वे अपनी गणना में इसका हिसाब नहीं दे सकते। एस्टेबन-फर्नांडीज ने कहा, “कल्पना करें कि बूम रोल करता है क्योंकि अंतरिक्ष यान चलता है, इसलिए एक एंटीना दूसरे की तुलना में थोड़ा अधिक है।” “इससे परिणाम खराब हो जाएंगे – ऐसा लगेगा कि आपका सारा पानी ढलान पर है।” इसलिए इंजीनियरों ने SWOT की स्थिति में बदलाव के लिए उपग्रह पर एक उच्च-प्रदर्शन जाइरोस्कोप शामिल किया।
कैरिन को डिजाइन करने वाले इंजीनियरों को प्रेषित रडार शक्ति की मात्रा के साथ भी संघर्ष करना पड़ा। एस्टेबन-फर्नांडीज ने कहा, “सेंटीमीटर सटीकता तक चीजों को मापने के लिए, आपको 1.5 किलोवाट के रडार दालों को प्रसारित करने की आवश्यकता होती है, जो इस तरह के उपग्रह के लिए बहुत बड़ी मात्रा में शक्ति है।” “इसे उत्पन्न करने के लिए, आपके पास उपग्रह पर दसियों हज़ार वोल्ट का संचालन होना चाहिए।” इंजीनियरों को ऐसे उच्च-शक्ति और उच्च-वोल्टेज आवश्यकताओं को समायोजित करने में उपग्रह की मदद करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स का निर्माण करते समय उच्च-वोल्टेज प्रणालियों के लिए विशिष्ट डिजाइन और सामग्रियों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।
टीम ने उन और कई अन्य चुनौतियों पर काबू पाने के लिए KARIn उपकरण को वितरित करने में वर्षों बिताए। बहुत जल्द इंटरफेरोमीटर पहली बार SWOT उपग्रह पर उड़ान भरेगा और टेराबाइट डेटा वापस भेजना शुरू करेगा। एस्टेबन-फर्नांडीज ने कहा, “कारिन मेज पर कुछ ऐसा पेश करेगा जो पहले मौजूद नहीं था।”
मिशन के बारे में अधिक
15 दिसंबर को सेंट्रल कैलिफोर्निया में वैंडेनबर्ग स्पेस फोर्स बेस से लॉन्च करने के लिए निर्धारित, एसडब्ल्यूओटी को नासा और सीएनईएस द्वारा संयुक्त रूप से सीएसए और यूके स्पेस एजेंसी के योगदान से विकसित किया जा रहा है। JPL, जिसे NASA के लिए Pasadena, California में Caltech द्वारा प्रबंधित किया जाता है, परियोजना के अमेरिकी घटक का नेतृत्व करता है। उड़ान प्रणाली पेलोड के लिए, नासा का-बैंड रडार इंटरफेरोमीटर (KaRIn) उपकरण, एक जीपीएस विज्ञान रिसीवर, एक लेजर रेट्रोरिफ्लेक्टर, एक दो-बीम माइक्रोवेव रेडियोमीटर और नासा उपकरण संचालन प्रदान कर रहा है। सीएनईएस डॉपलर ऑर्बिटोग्राफी और रेडियोपोजिशन इंटीग्रेटेड बाय सैटेलाइट (डोरिस) सिस्टम, डुअल फ्रीक्वेंसी पोसीडॉन अल्टीमीटर (थेल्स एलेनिया स्पेस द्वारा विकसित), कैरइन रेडियो-फ्रीक्वेंसी सबसिस्टम (थेल्स एलेनिया स्पेस के साथ और यूके स्पेस एजेंसी के समर्थन से) प्रदान कर रहा है। , सैटेलाइट प्लेटफॉर्म और ग्राउंड कंट्रोल सेगमेंट। CSA उच्च-शक्ति ट्रांसमीटर असेंबली में KaRI प्रदान कर रहा है। नासा लॉन्च व्हीकल और संबंधित लॉन्च सेवाएं प्रदान कर रहा है।
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