Благодаря проекту EMIT, разработанному NASA, стало возможным анализировать и выявлять утечки сточных вод на Земле с орбиты. Этот прибор успешно работает на борту Международной космической станции.
Первые случаи были зафиксированы в округе Сан-Диего, штат Калифорния, в районе устья реки Тихуана. Это стало подтверждением эффективности новой технологии экологического мониторинга. Спектроскопический прибор, расположенный на МКС, позволяет специалистам направлять свои усилия и дополнять информацию, полученную при непосредственном отборе проб.
Что такое EMIT?
Прибор EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation), разработанный Лабораторией реактивного движения NASA (JPL), был выведен на орбиту в 2022 году. JPL с 1980-х годов занимается разработкой и улучшением технологий спектроскопической визуализации. В настоящее время этот метод используется в самых разных областях, таких как тушение пожаров, сельское хозяйство, мониторинг состояния лесов и исследование атмосферы экзопланет.
Первоначально EMIT разрабатывался для картирования минеральной пыли в засушливых районах, однако сейчас он способен анализировать и загрязнение воды, что оказалось неожиданным, но значимым применением.
«Учёных, изучающих водные ресурсы, впечатляет соответствие данных, полученных с помощью EMIT, измерениям, сделанным на месте «, — пояснила Ева Скривнер, ведущий автор исследования и аспирантка Университета Коннектикута. » Это действительно захватывающе«.
Проблема загрязнения воды
Река Тихуана, впадающая к югу от Империал-Бич, представляет собой значительный источник загрязнения. Ежегодно в неё поступают миллионы галлонов сточных вод, прошедших как очистку, так и не подвергшихся ей. Это приводит к появлению в воде вредных бактерий, представляющих опасность для здоровья людей и дикой природы. Загрязнённая речная вода протекает через районы с высокой плотностью населения и через национальный заповедник, расположенный на границе США и Мексики.
Новый инструмент для мониторинга загрязнений
EMIT – это новое решение для данных целей, однако для мониторинга состояния океана ранее уже использовались спутниковые приборы. Например, изменения в цвете воды, видимые из космоса (например, зелёные или красные оттенки), могут свидетельствовать о наличии фитопланктона или цветении водорослей. Однако выявление загрязняющих веществ и бактерий представляло собой более сложную задачу.
EMIT использует спектроскопический анализ, фиксируя солнечный свет, отражённый от Земли, и разделяя его на множество цветовых диапазонов в видимом и инфракрасном спектре. Уникальный спектральный «отпечаток» каждой молекулы позволяет исследователям анализировать изображения, пиксель за пикселем, и определять состав воды. EMIT выявил фикоцианин — пигмент, ассоциированный с цианобактериями, которые часто служат индикаторами загрязнения. Наземные измерения, выполненные позднее, подтвердили этот спектральный сигнал, продемонстрировав результативность прибора.
Оценку качества воды традиционно проводят на основе местных проб и непосредственных исследований. По мнению ученых, EMIT способен значительно улучшить эти процессы.
«С орбиты наблюдается распространение загрязнений от сточных вод в районы, где ещё не проводились отбор проб «, — добавила соавтор исследования Кристин Ли, сотрудник Лаборатории реактивного движения. » Это похоже на заключение врача после обследования, которое указывает на необходимость более детального изучения определенной области“ «.
Скривнер подчеркнула, что собранные данные подтверждают наличие сточных вод в районе реки Тихуана, предоставив «неопровержимые доказательства». Она считает, что EMIT способен улучшить мониторинг в тех регионах, где отбор проб затруднен из-за логистических проблем или высоких затрат, в особенности в зонах с высоким уровнем загрязнения.