Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) stoi u progu rewolucyjnego przedsięwzięcia w obserwacji naszej planety. Rozwój ich najnowszej misji z programu Earth Explorer, nazwanej FLEX (Fluorescence Explorer), osiągnął kluczowy kamień milowy, który oznacza przejście z fazy rozwoju do fazy końcowych przygotowań. W zakładach firmy Thales Alenia Space w Cannes, we Francji, niedawno przeprowadzono niezwykle delikatną operację: unikalny i zaawansowany technologicznie instrument misji został połączony z platformą satelitarną, która wyniesie go na orbitę. To złożone zadanie inżynierskie zostało pomyślnie zakończone po tym, jak instrument, serce całej misji, został dostarczony z fabryki firmy Leonardo we Florencji, we Włoszech.

To połączenie stanowi kulminację wieloletniej pracy setek naukowców i inżynierów w całej Europie i symbolizuje wielki krok w kierunku startu zaplanowanego na 2026 rok. Misja FLEX obiecuje dostarczyć zupełnie nowego wglądu w zdrowie roślinności Ziemi, w sposób, który do tej pory nie był możliwy – poprzez pomiar subtelnego blasku, który rośliny emitują podczas fotosyntezy.

FLORIS – Oko, które będzie obserwować zdrowie planety

Kluczowym elementem misji FLEX jest jej jedyny instrument, spektrometr obrazujący fluorescencję, w skrócie FLORIS. Zaprojektowany i wykonany z niesamowitą precyzją, FLORIS ma za zadanie mapowanie fluorescencji roślinności w skali globalnej. Jego pomiary pozwolą naukowcom po raz pierwszy bezpośrednio skwantyfikować aktywność fotosyntetyczną i ocenić poziom stresu, na jaki narażone są rośliny. Fotosynteza jest bez wątpienia jednym z najważniejszych procesów biochemicznych na Ziemi; jest podstawą życia, jakie znamy. Jest to proces, w którym rośliny, algi i niektóre bakterie przekształcają światło słoneczne, wodę i dwutlenek węgla w energię do wzrostu, uwalniając przy tym tlen, którym oddychamy. Ale w tym procesie kryje się również mniej znane zjawisko.

Mianowicie, gdy rośliny przeprowadzają fotosyntezę, emitują również bardzo słaby czerwony blask, znany jako fluorescencja chlorofilu indukowana światłem słonecznym. Ten blask jest całkowicie niewidoczny dla ludzkiego oka, ale niesie bezcenne informacje. Intensywność tej fluorescencji jest bezpośrednio związana z wydajnością procesu fotosyntezy. Kiedy roślina jest zdrowa i ma optymalne warunki do wzrostu – wystarczająco dużo wody, składników odżywczych i idealną temperaturę – poziom fluorescencji jest stabilny. Jednak gdy tylko roślina znajdzie się w stresie, czy to z powodu suszy, choroby, zanieczyszczenia czy braku składników odżywczych, proces fotosyntezy zwalnia, co niemal natychmiast odbija się w zmianie sygnału fluorescencji. Właśnie tę zmianę, ten cichy "krzyk o pomoc" roślinności, wykryją czułe sensory instrumentu FLORIS.

Rewolucja w monitorowaniu globalnych ekosystemów

Zdolność misji FLEX do wykrywania stresu u roślin, zanim pojawią się widoczne oznaki, takie jak zmiana koloru liści czy więdnięcie, stanowi prawdziwą rewolucję. Tradycyjne metody satelitarnego monitorowania roślinności opierają się na pomiarze "zieloności", czyli ilości chlorofilu, ale takie dane często są spóźnione. Kiedy liść żółknie, szkoda jest już wyrządzona. FLEX z drugiej strony zapewni wczesne ostrzeżenie, umożliwiając szybkie interwencje w rolnictwie i leśnictwie.

Dane, które będzie zbierać, będą miały szeroki zakres zastosowań. W rolnictwie pomogą w optymalizacji nawadniania i nawożenia, co doprowadzi do zwiększenia plonów i zmniejszenia kosztów, a także przyczyni się do globalnego bezpieczeństwa żywnościowego w świecie o coraz liczniejszej populacji. Naukowcom badającym zmiany klimatu dane o globalnej aktywności fotosyntetycznej dostarczą kluczowego wglądu w globalny cykl węgla. Będzie można precyzyjniej obliczyć, ile dwutlenku węgla lasy świata i inne ekosystemy pochłaniają z atmosfery, co jest kluczowe dla tworzenia dokładniejszych modeli klimatycznych. Ponadto misja pomoże w lepszym zrozumieniu wpływu ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak fale upałów i susze, na zdrowie ekosystemów na całej planecie.

Synergia europejskiego przemysłu i nauki

Sukces tak złożonego projektu opiera się na współpracy i wiedzy czołowych europejskich firm technologicznych. Rola głównego wykonawcy została powierzona firmie Thales Alenia Space, która prowadziła całą kampanię montażu, integracji i testowania platformy satelitarnej. Ta kluczowa faza odbywała się w ich zaawansowanych "clean roomach" w Belfaście, w Irlandii Północnej. Po przygotowaniu platformy przetransportowano ją do Cannes, gdzie czekało na nią jej "serce" – instrument FLORIS.

Za projekt i wykonanie tego zaawansowanego instrumentu odpowiadała włoska firma Leonardo, światowy lider w dziedzinie kosmicznych systemów elektrooptycznych. Ich eksperci we Florencji przez lata pracowali nad rozwojem spektrometru, który potrafi wykrywać niezwykle słabe sygnały z wysokości ponad 800 kilometrów, jednocześnie filtrując wszelkie zakłócenia pochodzące od światła słonecznego odbitego od powierzchni Ziemi.

Teraz, gdy platforma i instrument zostały ostatecznie połączone w jedną całość, satelita wchodzi w końcową fazę rygorystycznych testów. Inżynierowie przeprowadzą serię kontroli, aby upewnić się, że satelita wytrzyma ekstremalne warunki startu – silne wibracje i hałas – oraz będzie bezbłędnie funkcjonować w surowym środowisku kosmosu, narażony na próżnię i duże wahania temperatury. Każdy system, od zasilania i komunikacji po kontrolę termiczną i sam instrument, zostanie poddany szczegółowym badaniom. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, satelita FLEX będzie gotowy do swojej podróży na orbitę, gdzie rozpocznie swoją czteroletnią misję obserwacji pulsu naszej planety.