Đó là một thành công đáng chú ý khác cho Nhà thám hiểm Trái đất thứ năm của ESA. Ra mắt vào năm 2018 sau nhiều thách thức kỹ thuật, Aeolus đã đi tiên phong trong lĩnh vực chưa từng có trước đây – đo trực tiếp các biên dạng gió toàn cầu từ không gian bằng tia laser.
Tia laser Aladin của Aeolus chiếu tia UV vào bầu khí quyển của Trái đất và phát hiện ánh sáng tán xạ trở lại từ các phân tử không khí, nước và các hạt như bụi. Một kỹ thuật được gọi là nắp gió Doppler cho phép chúng ta tính toán tốc độ gió dựa trên sự thay đổi tần số của ánh sáng tán xạ ngược quay trở lại vệ tinh.
Tuy nhiên, vào năm sau khi phóng vệ tinh, nguy cơ ập đến. Với năng lượng đầu ra của tia laser ban đầu (FM-A) suy giảm hơn dự kiến, nhiệm vụ buộc phải chuyển sớm sang tia laser dự phòng (FM-B).
Tia laser thứ hai đã hoạt động một cách đáng ngưỡng mộ, đưa Aeolus vượt quá thời gian dự đoán của nó trong không gian. Aeolus đã vượt quá mong đợi để cung cấp dữ liệu gió có chất lượng cao đến mức hiện nay nó được các nhà dự báo thời tiết trên toàn thế giới sử dụng thường xuyên.
Đèn Giáng sinh tỏa sáng cho Aeolus
Phạm vi phủ sóng toàn cầu của vệ tinh có nghĩa là, trong đợt phong tỏa do COVID năm 2020 khi các máy bay thường cung cấp dữ liệu thời tiết bị cấm bay, Aeolus đã xoay sở để gắn chip với các phép đo bị thiếu. Các kết quả gần đây chỉ ra rằng các phép đo Aeolus cũng có thể cải thiện các mô hình theo dõi các cột núi lửa và bão nhiệt đới. Lợi ích kinh tế tổng thể của sứ mệnh được tính là 3,5 tỷ euro, tỷ lệ hoàn vốn đầu tư hơn 7:1.
Ba năm sau, mặc dù đã tăng năng lượng của laser FM-B, nhưng tín hiệu quay trở lại khí quyển – mặc dù vẫn cung cấp dữ liệu có thể sử dụng được – lại một lần nữa suy giảm nhanh chóng.
Bạn sẽ được tha thứ nếu nghĩ rằng điều này có thể đồng nghĩa với sự kết thúc của sứ mệnh Aeolus, nhưng ESA và các nhóm dự án trong ngành lại có những ý tưởng khác. Sau hai tháng khắc phục sự cố, mày mò và điều chỉnh không mệt mỏi, họ đã xoay sở để mang lại nhiều sức sống hơn cho vệ tinh bằng cách chuyển trở lại thiết bị FM-A ban đầu.
Không chỉ vậy, Aladin còn tỏa sáng rực rỡ.
Denny Wernham, Giám đốc Aeolus Payload của ESA cho biết: “Đó là một thành tựu đáng kinh ngạc. “Chúng tôi đã thực hiện các cuộc điều tra sâu rộng và giờ đã hiểu tại sao có sự suy giảm năng lượng đường phát xạ của thiết bị trong quá trình hoạt động với FM-B mặc dù hiệu suất tốt của tia laze.
“Nhưng chúng tôi rất vui mừng với hiệu suất của tín hiệu laser FM-A. Sử dụng ít hơn một nửa năng lượng laze do FM-B phát ra, chúng tôi đã tăng tín hiệu phản hồi khí quyển lên 2,2 lần so với khi kết thúc hoạt động của laze FM-B. Đó là nhờ vào sự làm việc chăm chỉ, cống hiến và tinh thần đồng đội của tất cả những người tham gia.”
Đèn Giáng sinh đến sớm cho Aeolus
Dữ liệu về gió cũng đã được cải thiện. Phân tích đã chứng minh rằng lỗi ngẫu nhiên của gió Rayleigh – lỗi nhỏ trong phép đo dữ liệu gió khác nhau giữa các lần quan sát – đã giảm 31% và Cụm dữ liệu, đổi mới và khoa học Aeolus (ĐĨA) đang làm việc để cải thiện hơn nữa.
“Chất lượng dữ liệu gió gần đây rất tốt. Đây là dữ liệu gần thời gian thực tốt nhất của sứ mệnh, kể từ khi nó được phát hành công khai lần đầu tiên vào tháng 5 năm 2020 và tương tự như chất lượng dữ liệu được xử lý lại từ Mùa thu năm 2019,” Mike Rennie thuộc Trung tâm Dự báo thời tiết phạm vi trung bình của Châu Âu cho biết (ECMWF).
Vẫn còn quá sớm để nói sứ mệnh sẽ tiếp tục cung cấp dữ liệu có thể sử dụng được trong bao lâu, nhưng các dấu hiệu sơ bộ cho thấy ít nhất cũng có giá trị trong vài tháng. Hiện tại, tín hiệu FM-A có vẻ tương đối ổn định, điều này rất hứa hẹn.
Cùng với tin tức rằng Aeolus-2, một sứ mệnh hỗ trợ gió Doppler hoạt động trong tương lai do ESA và Tổ chức Khai thác Vệ tinh Khí tượng Châu Âu (Eumetsat) hợp tác, đã nhận được sự hỗ trợ đầy đủ tại Hội nghị Bộ trưởng Hội đồng ESA gần đây, các nhà dự báo thời tiết sẽ rất vui mừng với dự báo thời tiết của họ. Giáng sinh sớm năm nay.
“Đây là một sứ mệnh đặc biệt với một đội đặc biệt,” Giám đốc sứ mệnh Aeolus Tommaso Parrinello cho biết. “Đó là minh chứng cho tầm quan trọng của các sứ mệnh Thám hiểm Trái đất của chúng tôi rằng chúng tôi không chỉ có thể chứng minh các công nghệ mới quan trọng trong không gian mà dữ liệu còn chứng minh là vô giá đối với những người dùng vận hành như các nhà dự báo thời tiết và toàn bộ cộng đồng khoa học.
“Công việc của các nhóm tận tâm của chúng tôi nhằm hiểu và cải thiện tia laser Aladin sẽ rất quan trọng để giúp hỗ trợ phát triển các nhiệm vụ hoạt động trong tương lai như Aeolus-2. Trong thời gian chờ đợi, tôi rất mong được nhìn thấy Aeolus soi sáng những cơn gió trên Trái đất trong một thời gian nữa.”