NASA-卡塔尔OASIS项目旨在在地球沙漠中寻找埋水

诸如撒哈拉沙漠之类的沙漠拥有淡水含水层，这可能会受到地球气候变化的影响。OASIS研究项目寻求建立一个任务，以发现并检查这些含水层。

研究人员将设计一个任务，以了解撒哈拉沙漠地区的地下含水层以及未来气候变化将如何影响它们。

地球上最干旱的生态系统是一项极端的研究：它们可能是像撒哈拉沙漠之类的炽热沙滩，也可能是格陵兰和南极洲的冰冷寒冰。这些干旱地区几乎没有年降水量，人们对气候变化对这些生态系统的影响知之甚少。NASA和卡塔尔基金会之间的共同努力旨在解决这一问题，并在此过程中帮助受这些变化影响的社区。

进行轨道干旱的地下和冰盖探测仪（OASIS）研究的研究人员正在设计一项卫星任务，以类似于NASA火星侦察轨道仪（MRO）的雷达技术探测地球上最干燥地区的沙丘和冰盖。该项目的主要目标是发现和监测地下含水层（称为蓄水层）。北非和阿拉伯半岛沙漠中的许多蓄水层正迅速枯竭，以满足当地社区的需求。

同时，沿海地区的含水层正受到格陵兰岛等地区冰盖融化所引起的海平面上升的威胁。如果来自上升海的盐水污染了含水层中的淡水，则不仅会影响饮用水，还会影响区域农业和粮食安全。该项目的次要目标是更好地了解融化的冰原如何促进海平面上升。

OASIS项目旨在研究沙漠中的淡水含水层以及格陵兰岛等地的冰盖。下图显示了带有拟议的雷达仪器的卫星的外观。

根据与NASA和卡塔尔科学，教育与社区发展基金会（QF）签订的《太空法协议》，该协议由哈马德·本·哈里法大学（HBKU）和卡塔尔环境与能源研究所（QEERI）代表，位于HBKU – NASA喷气推进实验室和QEERI将共同为卡塔尔的预期OASIS任务制定任务概念研究。

搜寻沙漠

该项目旨在将卫星送入地球轨道，以绘制北非和阿拉伯半岛沙漠表面下的浅层含水层的分布图。科学家计划使用卫星的雷达仪器研究这些含水层是如何产生的，以及地下水如何通过复杂的地下裂缝系统在沙漠中移动，这些裂缝像含水层之间的蜘蛛网一样散布开来。在此过程中收集的数据将有助于含水层管理。

“科学界对这一使命感到兴奋。OASIS将是第一个专门设计用来直接检测地球上地下水的星载雷达，”南加州JPL地球科学与技术总监James Graf说。

项目研究人员还打算研究格陵兰岛和南极洲冰盖下土地的地形，以确定诸如冰盖厚度和冰流向海洋的途径之类的特性。这些信息可以纳入当前和未来冰盖对气候变化的响应模型，这将有助于研究人员更好地了解冰盖对海平面上升的贡献。

OASIS首席研究员兼QEERI地球科学计划首席科学家兼研究计划主任Essam Heggy说：“温暖和寒冷的沙漠分别通过扩大和缩小来应对气候变化。”“研究推动这些转变的力量将使我们对地球上沙漠的演变有深入的了解。”

美国国家科学院在十年一次的调查中确定了2017年至2027年地球科学的重点领域，并指出，更好地了解这些干旱地区是几项重点工作之一。

“ 2017年美国国家科学院太空科学十年科学十年调查发现，需要了解含水层动力学和冰盖对海平面上升的贡献。OASIS研究项目将探索一种有前途的补充观测方法，该方法可有助于我们对地球科学研究的这两个领域的理解。” OASIS项目的NASA项目科学家Gerald Bawden说。

信号回传

在JPL的OASIS研究项目经理Artur Chmielewski和Heggy的带领下，该项目小组将设计一项太空任务，该任务使用的雷达技术类似于为MRO开发的火星表面之下的探测技术。OASIS项目中正在考虑使用的仪器是一个50兆赫的测深雷达，预计可以穿透高达1.8英里（3公里）的冰和近330英尺（100米）的沙。

雷达信号对岩石，沉积物，浸水的土壤，冰，水池等引起的地球表面电学特性变化敏感。这些物质中的一些比其他物质吸收更多的信号。研究人员观察了多少信号会反弹回仪器，以及信号返回需要多长时间，以便绘制出表面下方特定区域的图像。

在2011年的概念验证任务中，研究人员驾驶直升机飞越科威特沙漠下方的两个著名的淡水含水层，以确保雷达测深仪能够探测到它们。他们在阿曼和摩洛哥的其他沙漠上进行了几次类似的飞行。OASIS研究项目将扩大这些初期工作的范围，以更全面地了解全球情况。

卡塔尔环境与能源研究所执行董事马克·维尔梅施说：“水安全正在成为全球越来越多的国家以及所谓的干旱地区以外的一个全球性问题。”“该项目通过向卡塔尔和整个科学界提供一种创新工具，在该领域的研究工作方面取得了开创性的创新工具，它将带来该领域的重要回应，支持水资源方面的决策过程，并帮助确定确保安全的途径。人口获得水。我特别高兴和自豪，QEERI与NASA携手合作，以创造更美好的世界，并促进科学发展。”

OASIS研究项目的研究人员和工程师将在接下来的两年中制定任务概念。