H «μουσική» του Διαστήματος από τον δορυφόρο Aeolus

Πώς μετατρέπεις πέντε χρόνια λειτουργίας ενός δορυφόρου σε μουσική; Πώς μπορεί να βιώσει μουσικά ο ακροατής τον άνεμο, τα σύννεφα και τη θερμοκρασία;

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) παρουσίασε τα δεδομένα του δορυφόρου Aeolus μέσω μίας ορχηστρικής σύνθεσης με τίτλο «Life of Aeolus». Μέρος της σύνθεσης αποτελεί και ένα ακραίο επεισόδιο μεταφοράς ερημικής σκόνης, το οποίο διερευνά το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών.

Kάθε δευτερόλεπτο της σύνθεσης παραπέμπει σε μία μέρα στη ζωή του δορυφόρου Aeolus και στον άνεμο που μετρούσε, καθώς περιστρεφόταν γύρω από τη Γη 16 φορές την ημέρα.

Ο δορυφόρος Aeolus

Ο δορυφόρος εκτοξεύθηκε τον Αύγουστο του 2018 με στόχο να δείξει πώς η καταγραφή των προφίλ των ανέμων της Γης από το Διάστημα μπορεί να βελτιώσει τις μετεωρολογικές προγνώσεις και τα κλιματικά μοντέλα.

Το καινοτόμο λέιζερ Aladin που έφερε πάνω του ο δορυφόρος ήταν δύσκολο να αναπτυχθεί. Χρειάστηκαν 20 χρόνια συνεργατικών προσπαθειών από τη βιομηχανία για να φτάσουμε στην ευρωπαϊκή αυτή πρωτιά για την παρατήρηση προφίλ ανέμων από το Διάστημα.

Ο δορυφόρος ολοκλήρωσε την αποστολή του πρόσφατα έπειτα από σχεδόν πέντε χρόνια λειτουργίας. Τα δεδομένα του χρησιμοποιούνται για την κατανόηση του τρόπου, με τον οποίο ο άνεμος επηρεάζει τη μετεωρολογική πρόγνωση και τη μεταφορά αερολυμάτων. Δεδομένα από τη χαρτογράφηση του ανέμου χρησιμοποιούνται σε σχεδόν πραγματικό χρόνο για την πρόγνωση του καιρού σε όλη την Ευρώπη.

Πώς δημιουργήθηκε η μουσική σύνθεση

Για να τιμήσει την πενταετή λειτουργία αυτής της πρωτοποριακής αποστολής, η ESA συνεργάστηκε με τον συνθέτη Τζέιμι Περέρα για να δημιουργήσει μια ορχηστρική ηχοποίηση (sonification) της αποστολής. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν πνευστά όργανα που αναπαρήγαν τους διάφορους τύπους δεδομένων του Aeolus με αντίστοιχο μουσικό τόνο, διάρκεια και ένταση.

Το πίκολο παράγει στη σύνθεση τις ψηλότερες νότες που σηματοδοτούν τις κορυφές των σύννεφων. Στις χαμηλότερες νότες ακούγονται το φαγκότο και το μπάσο κλαρινέτο που παραπέμπουν στις ακτίνες λέιζερ του δορυφόρου όταν φτάνουν ακριβώς πάνω από την επιφάνεια της Γης.

Στις ενδιάμεσες οκτάβες, μέσα από κλαρινέτα, φλάουτα και όμποε μπορούμε να ακούσουμε την ταχύτητα του ανέμου και την ατμοσφαιρική πίεση, την πυκνότητα των νεφών και τη θερμοκρασία. Τέλος, το συνθεσάιζερ παραπέμπει στη διακοπή λειτουργίας του δορυφόρου.

Στο ορχηστρικό κομμάτι παρουσιάζονται, επίσης, γεγονότα ορόσημα της περιόδου λειτουργίας του Aeolus, όπως ηφαιστειακές εκρήξεις που αντιπροσωπεύονται από τύμπανα, τυφώνες που αποδίδονται με ηχητικά εφέ ανέμου, αλλά και η πανδημία του κορονοϊού που αντιπροσωπεύεται από ένα συνθεσάιζερ.

Η έρευνα του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών

Στη μουσική σύνθεση, το όμποε χρησιμοποιήθηκε για να ηχοποιηθεί ένα ακραίο φαινόμενο που συνέβη τον Ιούνιο του 2020. Πρόκειται για το σημαντικότερο τα τελευταία 50 χρόνια επεισόδιο μεταφοράς σκόνης από τη Σαχάρα μέχρι τον Ατλαντικό και την Καραϊβική, που έφερε την ονομασία «Godzilla».

«Το απόσπασμα με το όμποε στοχεύει στην ηχοποίηση των μετεωρολογικών συνθηκών που επικρατούν μέσα σε μια ατμοσφαιρική στρωμάτωση ερημικής σκόνης. Προσπαθεί δηλαδή ο συνθέτης να "μεταφράσει" κατά κάποιο τρόπο τις συνθήκες αυτές με βάση τις μετρήσεις του δορυφόρου, ώστε να τις βιώσουμε μέσω του ήχου», επισημαίνει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο διευθυντής ερευνών του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και μέλος της συμβουλευτικής επιστημονικής επιτροπής της αποστολής Aeolus, Βασίλης Αμοιρίδης.

Η ερευνητική ομάδα ReACT του συγκεκριμένου Ινστιτούτου έχει αναλάβει να διερευνήσει με τη βοήθεια του Aeolus το συγκεκριμένο επεισόδιο μεταφοράς ερημικής σκόνης «Godzilla», καθώς και τη μεταφορά άλλων αιωρημάτων στην ατμόσφαιρα, όπως η ηφαιστειακή τέφρα, ο καπνός από τις πυρκαγιές και τα θαλάσσια αιωρήματα. Πρόσφατα είχε δημοσιεύσει εξάλλου, μελέτη για τη διασπορά ηφαιστειακής τέφρας έπειτα από την έκρηξη της Αίτνας τον Μάρτιο του 2021, η οποία είχε επεκταθεί και πάνω από την περιοχή της ανατολικής Μεσογείου.

Η ερημική σκόνη, εξηγεί ο κ. Αμοιρίδης, διερευνάται λόγω των πολύπλευρων επιπτώσεων που έχει στον άνθρωπο και το περιβάλλον. «Τα υψηλά επίπεδα σκόνης στην ατμόσφαιρα έχουν ανεπιθύμητες επιπτώσεις σε πολλούς τομείς: στον τομέα της υγείας η σκόνη αυξάνει τα καρδιαγγειακά νοσήματα και τις αναπνευστικές λοιμώξεις, στον τομέα της ενέργειας εξασθενεί την ηλιακή ακτινοβολία και μειώνει την απόδοση των ηλιακών πάνελ, στον τομέα των μεταφορών επηρεάζει την ασφάλεια των αεροπορικών πτήσεων».

Σε μερικές περιπτώσεις, όμως, «η σκόνη λειτουργεί ευεργετικά. Για παράδειγμα, ο σίδηρος και ο φώσφορος που περιέχονται στην ερημική σκόνη λειτουργούν ως λίπασμα για τα θαλάσσια και χερσαία οικοσυστήματα ενισχύοντας την παραγωγικότητά τους, στοιχείο πολύ σημαντικό για τη Μεσόγειο και την Ελλάδα».

Όπως παρατηρεί ο κ. Αμοιρίδης, η καινοτομία του Aeolus ήταν ότι «η μέτρηση από τον ίδιο δορυφόρο του ανέμου και των συγκεντρώσεων ερημικής σκόνης βοηθά στον υπολογισμό ροών εκπομπών και εναπόθεσης για την ποσοτικοποίηση της παραγωγής σκόνης από τον άνεμο πάνω από τις ερήμους, αλλά και την τροφοδότηση των ωκεανών λόγων εναπόθεσης. Ο Aeolus με τις καινοτόμες τεχνολογίες λέιζερ που έφερε, κατάφερε να προσφέρει στην κοινότητα αυτές τις μετρήσεις πάνω από τις ερήμους και τους ωκεανούς, όπου δεν έχουμε άλλη πηγή παρόμοιας πληροφορίας».

Ο διδακτορικός φοιτητής της ομάδας ReACT, Θανάσης Γεωργίου, αναφέρει ότι «ενώ το επεισόδιο Godzilla παρατηρήθηκε και από δορυφόρους και από το έδαφος, τα ατμοσφαιρικά μοντέλα δεν μπόρεσαν να το αναπαράγουν σύμφωνα με τις παρατήρησεις. Αυτή η θεωρητική αδυναμία συνοδεύεται από άλυτα επιστημονικά ερωτήματα που προσπαθούμε να απαντήσουμε με την έρευνά μας, ώστε να βελτιώσουμε μέσα από τις μετρήσεις του Aeolus τις προσομοιώσεις μεταφοράς σκόνης στα μοντέλα, για την παροχή καλύτερων προγνώσεων».