Τα δάση αποτελούν τη δεύτερη μεγαλύτερη «δεξαμενή» άνθρακα στον πλανήτη μετά τους ωκεανούς. Για να κατανοήσουμε ακριβώς πόσο άνθρακα παγιδεύουν, η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία (ESA) και η Airbus κατασκεύασαν έναν δορυφόρο που ονομάζεται Biomass, ο οποίος θα χρησιμοποιεί μια ζώνη του ραδιοφάσματος που ήταν απαγορευμένη για πολύ καιρό, ώστε να «βλέπει» κάτω από τις κορυφές των δέντρων σε όλο τον κόσμο. Η εκτόξευσή του προγραμματίζεται για τα τέλη Απριλίου από τη Γαλλική Γουιάνα και θα διαθέτει το μεγαλύτερο διαστημικό ραντάρ που έχει κατασκευαστεί ποτέ — αν και σύντομα θα έχει «συνοδό» σε τροχιά το αμερικανο-ινδικό δορυφορικό σύστημα απεικόνισης NISAR, το οποίο θα εκτοξευτεί αργότερα μέσα στο 2025.
Περίπου το ήμισυ της ξηρής μάζας ενός δέντρου αποτελείται από άνθρακα, επομένως αν μπορέσουμε να μετρήσουμε με ακρίβεια τη μάζα ενός δάσους μπορούμε να υπολογίσουμε πόσο διοξείδιο του άνθρακα έχει απορροφήσει από την ατμόσφαιρα. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν διαθέτουν τρόπο να μετρήσουν αυτή τη μάζα. «Για να μετρήσεις τη βιομάζα πρέπει να κόψεις το δέντρο και να το ζυγίσεις, γι’ αυτό και χρησιμοποιούμε έμμεσες μεθόδους μέτρησης» υποστηρίζει ο Klaus Scipal, υπεύθυνος της αποστολής Biomass.
Αυτά τα έμμεσα συστήματα βασίζονται σε έναν συνδυασμό επιτόπιας δειγματοληψίας — όπου δασολόγοι περιπλανώνται ανάμεσα στα δέντρα για να μετρήσουν το ύψος και τη διάμετρό τους — και τεχνολογιών τηλεπισκόπησης, όπως οι σαρωτές lidar, οι οποίοι μπορούν να πετάξουν πάνω από τα δάση με αεροπλάνα ή drones και να χρησιμοποιηθούν για να μετρήσουν το ύψος των κορυφών των δέντρων κατά μήκος διαδρομών πτήσης. Αυτή η προσέγγιση έχει λειτουργήσει καλά στη Βόρεια Αμερική και την Ευρώπη, όπου υπάρχουν καλά οργανωμένα συστήματα διαχείρισης δασών. «Εκεί οι άνθρωποι γνωρίζουν κάθε δέντρο, παίρνουν πάρα πολλές μετρήσεις».
Όμως τα περισσότερα δέντρα του κόσμου βρίσκονται σε περιοχές που είναι λιγότερο χαρτογραφημένες, όπως η ζούγκλα του Αμαζονίου, όπου λιγότερο από το 20% του δάσους έχει μελετηθεί σε βάθος επί τόπου. Για να αποκτήσουμε μια εικόνα της βιομάζας σε αυτές τις απομακρυσμένες και κυρίως απρόσιτες περιοχές η δορυφορική παρακολούθηση των δασών από το διάστημα είναι η μόνη ρεαλιστική επιλογή. Το πρόβλημα είναι ότι οι δορυφόροι που διαθέτουμε σήμερα σε τροχιά δεν είναι εξοπλισμένοι για να παρακολουθούν δέντρα.
Τα τροπικά δάση που φαίνονται από το διάστημα μοιάζουν με πράσινα, βελούδινα χαλιά, γιατί το μόνο που μπορούμε να δούμε είναι οι κορυφές των δέντρων. Από τέτοιες εικόνες δεν μπορούμε να καταλάβουμε πόσο ψηλά ή πυκνά είναι τα δέντρα. Τα ραντάρ που έχουμε σήμερα σε δορυφόρους όπως ο Sentinel 1 χρησιμοποιούν σύντομα ραδιοκύματα όπως αυτά στη ζώνη C, με μήκη κύματος μεταξύ 3,9 και 7,5 εκατοστών. Αυτά ανακλώνται από τα φύλλα και τα μικρότερα κλαδιά και δεν μπορούν να διαπεράσουν το δάσος μέχρι το έδαφος.
Γι’ αυτό η ESA επέλεξε για την αποστολή Biomass ραντάρ στη ζώνη P. Τα ραδιοκύματα της ζώνης P, που έχουν μήκος κύματος περίπου 10 φορές μεγαλύτερο μπορούν να “δουν” μεγαλύτερα κλαδιά και τους κορμούς των δέντρων, εκεί δηλαδή όπου βρίσκεται και η μεγαλύτερη μάζα τους. Όμως η ενσωμάτωση ενός ραντάρ ζώνης P σε δορυφόρο δεν είναι εύκολη υπόθεση. Το πρώτο πρόβλημα είναι το μέγεθος.
«Τα ραντάρ κλιμακώνονται με το μήκος κύματος — όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μεγαλύτερες πρέπει να είναι οι κεραίες. Χρειάζεσαι μεγαλύτερες δομές» τονίζει ο Scipal. Για να μπορέσει να μεταφέρει το ραντάρ ζώνης P, οι μηχανικοί της Airbus έπρεπε να κατασκευάσουν τον δορυφόρο Biomass με διαστάσεις δύο μέτρων σε πλάτος, δύο μέτρων σε πάχος και τέσσερα μέτρα σε ύψος. Η κεραία του ραντάρ έχει διάμετρο 12 μέτρων. Είναι τοποθετημένη σε έναν μακρύ, αρθρωτό βραχίονα και οι μηχανικοί της Airbus έπρεπε να την διπλώσουν σαν μια τεράστια ομπρέλα για να χωρέσει στον πύραυλο Vega C που θα τον μεταφέρει σε τροχιά. Η διαδικασία ανάπτυξης της κεραίας στο διάστημα θα διαρκέσει αρκετές ημέρες.
Το μέγεθος όμως είναι μόνο ένας από τους λόγους που αποφεύγαμε μέχρι τώρα να στείλουμε ραντάρ ζώνης P στο διάστημα. Η λειτουργία τέτοιων ραντάρ στο διάστημα απαγορεύεται από τους κανονισμούς της Διεθνούς Ένωσης Τηλεπικοινωνιών (ITU) και αυτό για καλό λόγο: τις παρεμβολές.
«Η κύρια συχνότητα χρήσης στη ζώνη P προορίζεται για τεράστια ραντάρ εντοπισμού μεμονωμένων αντικειμένων (SOTR) που χρησιμοποιούν οι Αμερικανοί για την ανίχνευση εισερχόμενων διηπειρωτικών βαλλιστικών πυραύλων. Αυτό, φυσικά, ήταν πρόβλημα για εμάς, υποστηρίζει ο Scipal. Για να εξασφαλίσει εξαίρεση από την απαγόρευση λειτουργίας ραντάρ ζώνης P στο διάστημα, η ESA έπρεπε να συμφωνήσει σε αρκετούς περιορισμούς, ο πιο επώδυνος από τους οποίους ήταν να απενεργοποιείται το ραντάρ του Biomass όταν περνάει πάνω από τη Βόρεια Αμερική και την Ευρώπη, ώστε να αποφεύγεται η παρεμβολή στην κάλυψη των SOTR.
«Αυτό ήταν κρίμα. Είναι μια ευρωπαϊκή αποστολή, οπότε θέλαμε να κάνουμε παρατηρήσεις στην Ευρώπη, ωστόσο ο υπόλοιπος κόσμος είναι ελεύθερος για “παρακολούθηση”».
Η αποστολή Biomass είναι προγραμματισμένη να διαρκέσει πέντε χρόνια. Η βαθμονόμηση του ραντάρ και των άλλων συστημάτων θα διαρκέσει τους πρώτους πέντε μήνες. Έπειτα, το Biomass θα εισέλθει στη φάση της τομογραφίας, συλλέγοντας δεδομένα για να δημιουργήσει λεπτομερείς χάρτες βιομάζας των δασών στην Ινδία, την Αυστραλία, τη Σιβηρία, τη Νότια Αμερική, την Αφρική—σε όλο τον κόσμο εκτός από τη Βόρεια Αμερική και την Ευρώπη. «Η τομογραφία θα λειτουργεί όπως μια αξονική τομογραφία σε νοσοκομείο. Θα τραβάμε εικόνες κάθε περιοχής από διαφορετικές γωνίες και θα δημιουργούμε έναν τρισδιάστατο χάρτη των δασών» λέει χαρακτηριστικά ο Scipal.
Η πλήρης κάλυψη του πλανήτη αναμένεται να διαρκέσει 18 μήνες. Στη συνέχεια για το υπόλοιπο της αποστολής, το Biomass θα περάσει σε μια διαφορετική μεθοδολογία μέτρησης, δημιουργώντας έναν πλήρη παγκόσμιο χάρτη κάθε εννέα μήνες, ώστε να παρακολουθεί πώς αλλάζει η κατάσταση των δασών με την πάροδο του χρόνου.
«Ο επιστημονικός στόχος εδώ είναι να κατανοήσουμε πραγματικά τον ρόλο των δασών στον παγκόσμιο κύκλο του άνθρακα. Το βασικό ενδιαφέρον είναι τα τροπικά δάση, επειδή είναι τα πυκνότερα, δέχονται τη μεγαλύτερη πίεση από την αποψίλωση και είναι αυτά για τα οποία γνωρίζουμε τα λιγότερα».
Το Biomass θα προσφέρει τρισδιάστατους χάρτες των τροπικών δασών με ανάλυση σε κλίμακα εκταρίων, περιλαμβάνοντας τα πάντα — από τα ύψη των δέντρων μέχρι την τοπογραφία του εδάφους — κάτι που δεν είχαμε ποτέ ξανά στο παρελθόν.
«Ένα μειονέκτημα είναι ότι δεν θα έχουμε εικόνα για τις εποχιακές μεταβολές στα δάση κατά τη διάρκεια του έτους, λόγω του χρόνου που χρειάζεται το Biomass για την πλήρη κάλυψη του πλανήτη» λέει η Irena Hajnsek, καθηγήτρια παρατήρησης της Γης στο ETH Zurich, η οποία δεν συμμετέχει στην αποστολή Biomass.
«Σε όλες μας τις εκτιμήσεις για την κλιματική αλλαγή, γνωρίζουμε πόσος άνθρακας υπάρχει στην ατμόσφαιρα, αλλά δεν γνωρίζουμε τόσο καλά πόσος άνθρακας αποθηκεύεται στη στεριά» τονίζει η Hajnsek. Το Biomass θα έχει περιορισμούς, εξηγεί, καθώς σημαντικές ποσότητες άνθρακα είναι παγιδευμένες στο έδαφος, σε περιοχές με μόνιμο παγετό, τις οποίες η αποστολή δεν θα μπορέσει να μετρήσει.
«Αλλά θα μάθουμε πόσος άνθρακας είναι αποθηκευμένος στα δάση και επίσης πόσος απελευθερώνεται λόγω διαταραχών όπως η αποψίλωση ή οι πυρκαγιές και αυτό θα είναι μια τεράστια συμβολή».
*Με στοιχεία από το Technology Review.
➪ Ακολουθήστε το OLAFAQ στο Facebook, Bluesky και Instagram.
