Năm 2009 đã mở ra giai đoạn mới về nghiên cứu sự biến đổi của khí hậu khi vệ tinh viễn thông dành riêng cho việc giám sát các khí thải gây ra hiện tƣợng ô nhiễm bầu khí
quyển ra đời. Ngày 23-1, từ trung tâm vũ trụ Tanegashima trên một hòn đảo phía Nam Kyushu, miền Nam Nhật Bản, Cơ quan Không gian vũ trụ Nhật Bản (Aerospace
Exploration Agency– JAXA) đã phóng lên quỹ đạo vệ tinh Ibuki.
Ibuki (tiếng Nhật có nghĩa là “hơi thở”) là vệ tinh có khả năng quan sát sự thay đổi các khí nhà kính trong bầu khí quyển (Greenhouse Gases Observing Satellite – GOSAT). Dự án này là kết quả hợp tác giữa JAXA, Viện Nghiên cứu Môi trƣờng và Bộ Môi trƣờng Nhật Bản (Hình 1.3). Mục đích chính của dự án GOSAT là để ƣớc tính lƣợng khí thải và sự hấp thụ của các chất khí nhà kính trên quy mô tiểu lục địa (vài ngàn km2) chính xác hơn và hỗ trợ quản lý môi trƣờng trong việc đánh giá sự cân bằng cacbon của các hệ sinh thái đất và làm cơ sở cho việc đánh giá lƣợng khí thải và sự hấp thụ của khu vực.
Ibuki có chiều dài thân chính là 3,7m, nặng 1,75 kg (thuộc loại Nanosat, tức vệ tinh có trọng lƣợng từ 1kg đến 10 kg), công suất phát 3, 8 kW, thời gian hoạt động là năm năm trên quỹ đạo. Với độ cao trung bình 667 km so với mặt nƣớc biển và có quỹ đạo thấp cách trái đất trong tầm 1.000 km (LEO – Low Earth Orbit), Ibuki có thể quét toàn bộ bề mặt trái đất trong khoảng 100 phút và cho phép giám sát sự hình thành các khí nhà kính rất chính xác. Vệ tinh này sử dụng các cảm biến với độ chính xác rất cao, có thể quan sát khoảng 56.000 điểm trên hành tinh và có thể theo dõi sự hình thành khí nhà kính từ các nguồn khí thải cũng nhƣ sự di chuyển của nó trong bầu khí quyển.
GOSAT quan sát ánh sang hồng ngoại phản xạ và phát ra từ bề mặt Trái đất và khí quyển (Hình 1.4). Cột nồng độ CO2 và CH4 đƣợc tính toán từ các dữ liệu quan sát đƣợc, nồng độ của một loại khí đƣợc thể hiện dƣới dạng số lƣợng các phân tử khí trong một đơn vị diện tích bề mặt.
Hình 1.4: Phƣơng pháp giám sát khí nhà kính của vệ tinh GOSAT
Ibuki đƣợc trang bị hai loại cảm biến dùng để kiểm tra phân tích ánh sáng mặt trời phản xạ từ trái đất, tìm kiếm các dấu hiệu của carbon dioxide (CO2) và methane (CH4) để phân tích sự thay đổi của khí nhà kính. Các cảm biến này đƣợc gọi là TANSO (Thermal and near infrared sensor for carbon observation), TANSO có hai tiểu đơn vị là TANSO - FTS (Fourier transform spectrometer) và TANSO-CAI (Cloud and Aerosol Imager).
+ TANSO-FTS dùng để cảm biến các bức xạ hồng ngoại và bức xạ nhiệt từ bề mặt trái đất vào vũ trụ, giúp giám sát lƣợng carbon trong khí quyển và đo các bức xạ này dựa trên nguyên tắc đo phổ của chúng theo nguyên lý phân tích chuỗi Fourier. Trên Ibuki có khoảng 18.500 kênh để thực hiện việc này với độ nhạy rất cao. Nó có thể phát hiện ra những thay đổi của một phần triệu lƣợng khí nhà kính trong bầu khí quyển. Băng 1 đến băng 3 sẽ đƣợc quan sát vào ban ngày, và băng 4 sẽ chụp cả ngày lẫn đêm. Trong vòng 3 ngày FTS có thể quan sát đƣợc 56.000 điểm gồm toàn bộ thế giới, nhƣng sau khi giới hạn khu vực dƣới điều kiện bầu trời không mây thì chỉ có 2- 5 % các dữ liệu thu thập đƣợc có thể sử dụng để tính toán cột CO2 và CH4.
+ TANSO-CAI là cảm biến hỗ trợ cho TANSO-FTS trong điều kiện thời tiết xấu nhƣ có nhiều mây hoặc mƣa mà việc đo của TANSO-FTS bị ảnh hƣởng.