NASA калібрує наукові прилади для дослідження пожеж та мінералів

Дослідницький центр NASA Ames у Кремнієвій долині містить унікальну лабораторію під назвою Airborne Sensor Facility (ASF). Інженери цього підрозділу відповідають за створення, обслуговування та експлуатацію численних приладів, які встановлюються на дослідницькі літаки. Однак одним з найважливіших їхніх завдань є калібрування інструментів.

Процес калібрування можна порівняти з налаштуванням піаніно між виступами. Музикант використовує тюнер для встановлення стандартної висоти тону кожної струни, забезпечуючи точне звучання інструмента під час кожного концерту. Аналогічно працюють «тюнери» в ASF, які включають лазери, дзеркала та джерело світла, що називається інтегруючою сферою.

Інтегруюча сфера являє собою порожнисту кулю діаметром близько 91 сантиметра, яка випромінює встановлену кількість світла через отвір у верхній частині. Перевіряючи прилад відносно цього базового еталона між кожною місією, інженери гарантують, що датчики інструмента надають точні та надійні дані щоразу.

На знімку електроінженер Ніколас Гібсон проводить калібрувальні тести спектрометра MODIS/ASTER Airborne Simulator (MASTER), розробленого спільно NASA Ames та Лабораторією реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії. Спектрометр розділяє світло на окремі довжини хвиль, надаючи дослідникам інформацію про властивості об'єктів, які створюють або взаємодіють з цим світлом.

Прилад MASTER вимірює приблизно 50 окремих спектральних каналів, забезпечуючи дані про довжини хвиль від видимого спектра до інфрачервоного діапазону. Під час калібрування кожен з цих каналів функціонує як окрема клавіша на піаніно і потребує індивідуальної перевірки відносно «тюнера». Направляючи датчик приладу на відому кількість світла, що надходить від інтегруючої сфери, команда перевіряє точність вихідних даних MASTER та за потреби ремонтує або налаштовує датчик.

На цьому зображенні MASTER щойно повернувся з наукової кампанії квітня 2025 року, під час якої спостерігав за контрольованими пожежами в Алабамі та Джорджії в рамках проєкту NASA FireSense. Прилад було повторно відкалібровано перед поверненням у поле для місії Geological Earth Mapping Experiment або GEMx наприкінці травня 2025 року.

Місія GEMx використовуватиме інструмент для допомоги в картографуванні критично важливих мінералів на південному заході Сполучених Штатів. Це завдання демонструє універсальність спектрометричних технологій NASA, які можуть застосовуватися як для моніторингу природних пожеж, так і для геологічних досліджень.

Точність калібрування має вирішальне значення для успіху наукових місій. Навіть незначні відхилення в показаннях датчиків можуть призвести до неточних результатів досліджень. Тому інженери ASF ретельно перевіряють кожен канал спектрометра, забезпечуючи його відповідність встановленим стандартам.

Робота з інтегруючою сферою вимагає високої точності та спеціальних знань. Інженери повинні враховувати різні фактори, включаючи температурні коливання, вологість та інші умови навколишнього середовища, які можуть вплинути на роботу приладів.

Проєкт FireSense, в рамках якого працював MASTER, спрямований на вивчення поведінки контрольованих пожеж та їхнього впливу на екосистеми. Такі дослідження допомагають науковцям краще розуміти процеси горіння та розробляти ефективніші стратегії управління лісовими пожежами.

Майбутня місія GEMx матиме стратегічне значення для США, оскільки картографування критично важливих мінералів допоможе забезпечити енергетичну безпеку країни та розвиток технологій відновлюваної енергетики. Спектрометричні дані дозволять ідентифікувати родовища рідкісноземельних елементів та інших цінних мінералів.