Новая научная миссия НАСА на ранних этапах проектирования способна обеспечить трансформационный прогресс в нашем понимании глобального углеродного цикла путем картирования концентраций основных углеродных газов с геостационарной орбиты.
Геостационарная углеродная обсерватория (GeoCarb) собирается стартовать в 2020-х гг. Она основывается на успешной миссии ОСО-2. Планируется, что аппарат будет наблюдать за Америкой между 55 градусами северной и южной широты. На высоте в 35800 км GeoCarb сможет ежедневно получать 10 млн. наблюдений за концентрациями углекислого газа, метана, окиси углерода и солнечной флуоресценции при пространственном разрешении 5-10 км.
Насыщенность и распространенность углеродосодержащих газов в земной атмосфере определяется обменом углерода между земными зонами, океанами и атмосферой, а также их транспортировкой ветрами. В этих обменах проще разобраться, если осуществлять постоянное фиксирование.
Спутники на солнечно-синхронных полярных орбитах гарантируют глобальный обхват, но есть пробелы. К тому же, они наблюдают за одними пейзажами в конкретное время суток. GeoCarb займется измерениями на околоземной орбите, заполняя возникшие пустоты в данных. Это скорее региональная миссия по формированию карт, а не глобальная задача по выборке.
GeoCarb позволит увидеть, как различные погодные условия влияют на концентрации двуокиси углерода и метана. Аппарат также сможет ответить на вопросы в области науки об углеродном цикле с упором на Америку.
Кроме того, GeoCarb станет первым американским спутником для измерения метана возле земной поверхности. Спектральная полоса кислорода займется измерением слабого свечения, излучаемого молекулами хлорофилла в листьях растений. А это прямое отслеживание процесса фотосинтеза.
GeoCarb стоит на фундаменте ОСО-2, созданного в Лаборатории реактивного движения (Пасадена). В технологии используется решетчатый спектрометр, но добавлена четвертая спектральная полоса для измерения монооксида углерода и метана.
Инструмент GeoCarb фиксирует отраженных свет от планеты сквозь узкую щель. Когда прорезь проецируется на земную поверхность, она видит площадь в 2800 км с севера на юг и 6 км с востока на запад. Аппарат следит за областью в течение 4 секунд, а затем перемещается на половину щели (3 км) на запад, что гарантирует двойную выборку. Это позволит сканировать весь континент максимум за 2-3 часа.