L’ambiziosa campagna sul campo della biodiversità della NASA, BioSCape, condotta nell’arco di quattro settimane intensive utilizzando i business jet Gulfstream III e Gulfstream V modificati da Città del Capo, è stata considerata un successo con solo una settimana rimanente nella missione.
Lo sforzo di collaborazione tra scienziati degli Stati Uniti e dell’Università di Cape Town (UCT) si è concentrato sulla mappatura delle specie e degli ecosistemi marini, d’acqua dolce e terrestri nella regione floristica del Capo Maggiore (GCFR) del Sud Africa, compresi gli ambienti costieri e marini circostanti.
Il GCFR contiene due hotspot di biodiversità globale con la flora temperata più ricca e il terzo endemismo marino più alto del mondo. La campagna sul campo comprende una raccolta di nuovi dati iperspettrali che vanno dall’ultravioletto alle lunghezze d’onda termiche acquisite da vari sensori aerei. Questi includono lo spettrometro portatile per immagini remote (PRISM) e il sensore Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer – Next Generation (AVIRIS-NG) a bordo della Gulfstream III e lo spettrometro iperspettrale a emissione termica (HyTES) combinato con il sensore di terra, vegetazione e ghiaccio (LVIS) altimetro laser a bordo dell’aereo Gulfstream V.
Dennis Rippy, un pilota del Gulfstream III della NASA, ha condiviso le sue opinioni sui risultati del progetto, affermando: “Da quanto ho capito, gli obiettivi del programma sono stati raggiunti, tutti i dati desiderati e altro ancora”.
Questa approvazione sottolinea l’efficacia della spettroscopia per imaging aereo e delle tecnologie lidar impiegate, nonché la collaborazione continua tra le comunità scientifiche americana e sudafricana.
Rippy ha inoltre elogiato l’eccezionale supporto da parte dei controllori del traffico aereo, riconoscendo la loro flessibilità nell’adattare gli schemi di volo unici della campagna e gli aggiustamenti di rotta. Ha spiegato: “A volte, quando si ha a che fare con i controllori del traffico aereo, soprattutto quando si tratta di un tipo di volo insolito, decollare da un aeroporto internazionale e poi seguire una rotta strana, tagliando un sacco di linee, è stressante per i piloti assicurarsi che tu’ Stiamo seguendo tutte le regole dello spazio aereo. Ma sono stati così accomodanti.”
Sottolineando il ruolo fondamentale delle condizioni meteorologiche nel processo di raccolta dei dati, Rippy ha evidenziato l’adattabilità del team per garantire risultati ottimali.
“Il tempo è molto importante per la raccolta perché raccogliamo la luce solare riflessa, quindi non è possibile volare sopra le nuvole”, ha spiegato. Questa adattabilità si estende agli aggiustamenti dei piani di volo quando si incontrano aree riservate o spazio aereo militare, dimostrando l’impegno del team nell’ottenere dati completi e accurati.
Le altitudini di volo durante le missioni variavano in base agli obiettivi. Rippy ha elaborato le considerazioni di pianificazione per queste altitudini, affermando che le altitudini varieranno in base agli obiettivi di raccolta. Il compromesso tra altitudine e risoluzione del sensore è stato attentamente valutato per garantire l’acquisizione di dati di alta qualità.
I piloti non si affidano solo al pilota automatico per volare su linee precise della griglia. “In realtà facciamo volare spesso l’aereo manualmente perché le linee di rilevamento sono molto vicine tra loro”, ha detto Rippy. “Non è che tu abbia sempre il pilota automatico, devi effettivamente virare l’aereo. Non ti annoierai lassù, il tempo passa abbastanza velocemente!”
Un equipaggio tipico sarà composto dai due piloti che pilotano l’aereo e da un gruppo di ricerca di tre o quattro persone nella parte posteriore, che monitorano ciascuno degli strumenti e osservano in tempo reale la qualità dei dati che stanno ottenendo.
-Holly Bender, del Jet Propulsion Laboratory della NASA e responsabile del team del Portable Remote Imaging Spectrometer a bordo del Gulfstream III, ha fornito preziose informazioni sul processo di raccolta dei dati, spiegando: “Fondamentalmente stiamo raccogliendo o creando mappe di tutte le aree che stiamo osservando”. “sorvolando e per ogni tipo di punto su quella mappa, abbiamo queste informazioni spettrali.”
-Ha spiegato che gli strumenti stavano misurando la luce solare riflessa da ciò su cui stavano sorvolando, sia l’area forestale, l’oceano costiero o altro: “La luce solare rifletterà e interagirà con qualunque cosa stiamo sorvolando, quindi assorbe e riflette determinate lunghezze d’onda. “
Gli strumenti misurano le lunghezze d’onda riflesse, insieme ad altre informazioni spettrali, tipicamente i canali rosso, verde e blu. Gli strumenti aviotrasportati, tuttavia, hanno centinaia di canali di colore, che li rendono iperspettrali.
I dati iperspettrali raccolti, che vanno dalle lunghezze d’onda ultraviolette a quelle termiche, hanno facilitato la creazione di mappe spettrali dettagliate, fornendo una grande quantità di informazioni su vari ecosistemi.
Ha dettagliato il suo ruolo durante i voli, affermando: “Mi siederò dietro e utilizzerò un’applicazione, la stessa che i piloti vedono in termini di linee che intendiamo volare, qual è il nostro piano per la giornata e noi “Possiamo comunicare con i piloti se dobbiamo cambiare la situazione a causa delle nuvole e vogliamo volare da qualche altra parte.”
Bender inoltre comunica costantemente con le persone che utilizzano gli strumenti su quando avviare o interrompere la registrazione dei dati.
Bender ha sottolineato l’importanza della campagna in quanto è la prima volta che entrambi gli spettrometri a bordo dell’aereo Gulfstream III vengono volati insieme, con voli programmati in base agli angoli solari geometrici corretti per i bersagli sorvolati.
“La cosa bella di questa campagna”, ha detto Bender, “è che parla davvero della biodiversità dell’area e della campagna. Stiamo osservando obiettivi terrestri, stiamo guardando le montagne, stiamo guardando i fiumi, stiamo guardando gli oceani e quindi stiamo raccogliendo questo enorme set di dati e facendo lavorare entrambi gli strumenti insieme per colmare le lacune tra tutte le diverse aree in cui operiamo.”
“Utilizziamo questi dati per correlare ciò che abbiamo mappato e utilizziamo tali informazioni spettrali per determinare cose come le specie di base o se l’area sta avendo problemi di siccità”, ha continuato Bender.
Il successo della campagna BioSCape risiede nella sua capacità di far funzionare simultaneamente gli strumenti senza interruzioni durante voli di cinque ore, con un equipaggio tipico composto da due piloti e tre o quattro ricercatori. Questi sforzi di collaborazione garantiscono un monitoraggio in tempo reale e una comunicazione efficace per le modifiche ai piani di volo, soprattutto quando si incontrano nuvole o altre condizioni impreviste.
Dopo che il Gulfstream V ha completato la sua missione ed è partito il 16 novembre, il Gulfstream III lascerà Città del Capo all’inizio della prossima settimana, segnando la conclusione di un’impresa scientifica di grande successo.
Si prevede che la ricchezza di dati iperspettrali raccolti durante la campagna BioSCape contribuirà in modo significativo alla comprensione della biodiversità unica all’interno degli ecosistemi del Sud Africa, in particolare nel GCFR ecologicamente diversificato. Questo progetto pionieristico pone le basi per gli sforzi futuri nella mappatura completa della biodiversità, facendo avanzare ulteriormente la conoscenza dei diversi ecosistemi del mondo.
