Миссия Surface Water and Ocean Topography (SWOT) представляет собой спутниковый высотомер, совместно разработанный и эксплуатируемый НАСА и CNES, французским космическим агентством, в партнерстве с Канадским космическим агентством (CSA) и Космическим агентством Великобритании (UKSA).

Целью миссии является проведение первого глобального исследования поверхностных вод Земли, наблюдение за мельчайшими деталями топографии поверхности океана и измерение того, как наземные поверхностные водоемы изменяются с течением времени. В то время как прошлые спутниковые миссии, такие как высотомеры серии Jason (TOPEX / Poseidon, Jason-1, Jason-2, Jason-3), обеспечивали изменение высоты поверхности воды в реках и озерах в отдельных местах, SWOT обеспечит первые по-настоящему глобальные наблюдения за изменением уровня воды, уклонов ручьев и масштабов затопления рек, озер и пойм.

В Мировом океане SWOT будет наблюдать циркуляцию океана в беспрецедентных масштабах 15-25 км (9,3-15,5 миль), что примерно на порядок лучше, чем нынешние спутники. Поскольку он использует технологию альтиметрии с широкой полосой, SWOT будет наблюдать за мировыми океанами и пресноводными водоемами с повторными измерениями высот с высоким разрешением.

Миссия

SWOT предназначен для изучения и мониторинга внутренних вод и океанов, таких как:

Управление вопросами совместного использования водных ресурсов

Совместное использование речной воды часто вызывает трения между соседними государствами, особенно когда нет общей технологии проверки. SWOT будет предоставлять глобальную информацию в качестве исходных данных для системного мониторинга трансграничных речных бассейнов, включая измерения изменений в запасах воды в водохранилищах и оценки речного стока.

Более точное прогнозирование погоды и климата

SWOT позволит более точно прогнозировать погоду и климат, особенно сезонно. Качество прогноза погоды и климата во многом зависит от численного моделирования, с учетом состояния поверхности океана и гидрологических условий водосборных бассейнов в их начальных и граничных условиях.

Управление пресной водой для городского, промышленного и сельскохозяйственного потребления

Точное знание источников доступной воды является ключевым фактором при принятии решений организациями, занимающимися распределением воды для сельскохозяйственных, городских и промышленных нужд. Данные, полученные с помощью SWOT, будут использоваться на глобальном уровне, предоставляя службам водоснабжения и распределительным компаниям информацию об основных водохранилищах и крупнейших реках и водосборных бассейнах, что позволит им планировать управление запасами воды в будущем.

Улучшенное моделирование наводнений

Наводнения, будь то из-за выхода рек из берегов или в прибрежных районах, являются одними из самых дорогостоящих стихийных бедствий. Данные альтиметрии из миссии SWOT позволят измерить 3-мерную форму волн наводнения, отслеживать уровни паводковых вод и улучшать измерения местных топографических деталей в поймах. Все это улучшит возможности прогнозирования будущих наводнений.

Динамика прибрежных районов океана

Динамика прибрежных районов океана важна для многих социальных аспектов. Эти процессы имеют меньшие пространственные и временные масштабы, чем динамика открытого океана, и требуют более крупномасштабного мониторинга. SWOT обеспечит глобальные наблюдения с высоким разрешением в прибрежных районах для наблюдения за прибрежными течениями и штормовыми нагонами. Несмотря на то, что SWOT-анализ не предназначен для мониторинга быстрых временных изменений прибрежных процессов, охват полосы позволит нам охарактеризовать пространственную структуру их динамики, когда они происходят в пределах полосы.

Снижение экологических рисков и содействие разработке государственной политики

В более общем плане, SWOT поможет улучшить наши знания о круговороте воды на Земле и циркуляции океана, расширить наши возможности наблюдений за счет сбора уникальных данных о запасах воды и потоках и сделать их свободно доступными, а также поможет нам лучше понять физику, которая управляет динамикой поверхностных вод и океана. Водные ресурсы, природные риски (наводнения, изменение климата, прогнозирование ураганов и т.д.), биоразнообразие, здоровье (предотвращение распространения болезней, передающихся через воду), сельскохозяйственный сектор, энергетика (включая управление производством электроэнергии и морскими газовыми и нефтяными вышками), территориальное развитие; Все эти и многие другие области выиграют от этой новой спутниковой миссии.

Полезная нагрузка датчика

Основным инструментом на SWOT является радиолокационный интерферометр Ka-диапазона (KaRIn), который использует технологию радара с синтезированной апертурой (SAR) - интерферометрию SAR.

Поскольку SWOT работает на относительно коротких длинах волн Ka-диапазона, 11–7 мм (27–43 ГГц) – по сравнению с серией Ku-диапазона Jason, 25–17 мм (12–18 ГГц) – и при углах наблюдения вблизи надира (<5°), он разработан таким образом, чтобы быть уникально подходящим для измерения высоты поверхности воды и протяженности затопления.

Спутник оснащен двумя радиолокационными антеннами на обоих концах мачты длиной 10 м (33 фута), что позволит ему измерять высоту поверхности в полосе шириной 120 км (75 миль). Новая радиолокационная система меньше, но похожа на ту, которая летала в рамках миссии НАСА Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), которая проводила измерения поверхности Земли с высоким разрешением в 2000 году.

Обычный надирный радиолокационный высотомер также будет работать и проводить изверения непосредственно под спутником, как это было сделано в миссиях Topex / Poseidon, Jason и SARAL.

История

SWOT был разработан международной группой гидрологов и океанографов для лучшего понимания Мирового океана и его поверхностных вод суши.

К 2019 году аппаратура миссии находилась в стадии активного строительства, алгоритмы для получения продуктов гидрологических и океанографических данных находились в стадии окончательной разработки, а также завершались методы калибровки/валидации и мероприятия после запуска. Спутник был успешно выведен на орбиту 16 декабря 2022 года с помощью SpaceX Falcon 9.