Một vệ tinh EDF-Harvard mới sẽ theo dõi lượng khí thải mêtan từ hoạt động sản xuất dầu khí trên toàn thế giới

Dữ liệu được thu thập từ MethaneSAT sẽ được công khai gần như theo thời gian thực. Tín dụng: MetanSAT

Một vệ tinh có thể sớm đóng vai trò quan trọng trong việc chống biến đổi khí hậu bằng cách theo dõi lượng khí thải mêtan đã đi vào quỹ đạo Trái đất trên tên lửa SpaceX được phóng từ Căn cứ Lực lượng Không gian Vandenberg ở miền nam California vào thứ Hai.

Cách đó ba ngàn dặm, Steven Wofsy, giáo sư khoa học môi trường và khí quyển tại Đại học Harvard, người đã giám sát sự phát triển của vệ tinh kể từ khi bắt đầu dự án vào năm 2015, đã mô tả khoảnh khắc này “giống như nhìn qua rìa của vách đá”.

“Trong suốt thời gian qua, chúng tôi đã dành rất nhiều thời gian và sức lực để sẵn sàng làm điều gì đó,” Wofsy nói tại bữa tiệc ra mắt ở Harvard, nơi đám đông khoảng 100 sinh viên và giảng viên tập trung tại sảnh của trường đại học mới hoàn thành. Khu phức hợp Khoa học và Kỹ thuật ở Allston vào thứ Sáu. “Ngay khi anh chàng nhỏ bé đó bay vào vũ trụ thì đã đến giờ trình diễn.”

‘Anh chàng nhỏ bé’ mà anh ấy nhắc đến là MethaneSAT, một vệ tinh nặng 800 pound sẽ theo dõi lượng khí thải mêtan từ các mỏ dầu khí trên toàn thế giới và cung cấp thông tin công khai gần như theo thời gian thực.

Dự án trị giá 88 triệu USD mà các nhà phát triển cho biết là vệ tinh phát hiện khí mê-tan tiên tiến nhất thế giới, được Quỹ Bảo vệ Môi trường tài trợ và là vệ tinh đầu tiên thuộc sở hữu của một tổ chức phi lợi nhuận về môi trường. Vệ tinh sẽ bay vòng quanh trái đất cứ sau 95 phút, cách bề mặt Trái đất 326 dặm. Sử dụng cảm biến hồng ngoại có độ phân giải cao, nó sẽ quét một khu vực rộng khoảng 125 dặm để phát hiện nồng độ khí mê-tan tăng cao và, trong một số trường hợp, lượng khí mê-tan thoát ra từ các giếng riêng lẻ.

Để thiết kế và chế tạo vệ tinh, tổ chức này đã hợp tác với Đại học Harvard, công ty hàng không vũ trụ của Anh, BAE Systems và Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard và Smithsonian—một nhà phát triển hàng đầu về các đài quan sát trên không gian—cùng nhiều tổ chức khác.

Các kỹ sư hàng không vũ trụ lắp lại các tấm pin mặt trời của MSAT sau khi thử nghiệm chân không nhiệt (TVAC). Tín dụng: Hệ thống BAE
Khi ở trên quỹ đạo, hoạt động của vệ tinh sẽ được Cơ quan Vũ trụ New Zealand giám sát, cơ quan này đã cung cấp thêm kinh phí cho dự án. Google, một đối tác khác của dự án, sẽ hỗ trợ công khai dữ liệu.

Khí mê-tan là nguyên nhân thứ hai gây ra biến đổi khí hậu sau carbon dioxide và chịu trách nhiệm cho khoảng 30% hiện tượng nóng lên hiện nay. Trong lĩnh vực dầu khí, rò rỉ khí mê-tan, hoặc trong một số trường hợp, được cố ý xả ra ở mọi điểm trong chuỗi cung ứng, từ đầu giếng đến trạm nén và đường ống.

Việc hạn chế phát thải khí mêtan được nhiều người coi là cách hiệu quả nhất để làm chậm tốc độ biến đổi khí hậu trong thời gian tới do khí mêtan có tác dụng như một loại khí nhà kính, gấp hơn 80 lần so với CO2 và thời gian tồn tại tương đối ngắn trong bầu khí quyển trái đất. .

Steven Hamburg, nhà khoa học trưởng của Quỹ Bảo vệ Môi trường cho biết: “Chúng ta có thể giảm đáng kể tốc độ gia tăng trong vài thập kỷ tới bằng cách giải quyết khí mê-tan và thực hiện nó một cách tích cực”.

Ngành dầu khí là nguồn phát thải khí mêtan lớn thứ hai liên quan đến hoạt động của con người sau nông nghiệp. EDF sẽ tập trung nỗ lực vào việc phát thải từ dầu và khí đốt vì có một số lượng tương đối nhỏ các nguồn phát thải lớn và các phương pháp giảm phát thải đã được chứng minh với chi phí thấp. Thành phần chính của khí tự nhiên, metan cũng là một mặt hàng có giá trị; càng ít rò rỉ hoặc thoát ra không khí từ giếng và các cơ sở hạ tầng khác thì càng có nhiều sản phẩm để bán.

Cơ quan Vũ trụ New Zealand sẽ sử dụng MethaneSAT để quét hạn chế lượng khí thải từ nông nghiệp, một lĩnh vực chiếm gần một nửa tổng lượng khí thải nhà kính ở nước này. Tuy nhiên, khả năng định lượng lượng khí thải từ từng gia súc và cừu trải rộng trên diện rộng của vệ tinh cũng như các phương pháp giảm lượng khí thải của vật nuôi cũng bị hạn chế.

Vào đầu những năm 2010, EDF đã thực hiện hơn chục nghiên cứu sử dụng thiết bị giám sát trên máy bay và cảm biến trên mặt đất để đánh giá lượng khí thải mêtan trong ngành dầu khí Hoa Kỳ. Các nghiên cứu kết luận rằng lượng khí thải mêtan thực tế cao hơn nhiều so với ước tính chính thức mà các công ty dầu khí đã báo cáo cho Cơ quan Bảo vệ Môi trường.

EPA cho biết họ sẽ ban hành các quy định mới vào ngày 8 tháng 3, yêu cầu ngành dầu khí giảm gần 80% lượng khí thải mêtan.

Các khu vực mục tiêu của MethaneSAT khi nó bay vòng quanh trái đất cứ sau 95 phút. Tín dụng: MetanSAT

MethaneSAT sẽ sử dụng thiết bị cảm biến khí mê-tan tương tự như những gì EDF đã sử dụng trong các nghiên cứu trên máy bay trước đây nhưng sẽ có thể giám sát các khu vực lớn hơn trong khoảng thời gian ngắn hơn. Sử dụng vệ tinh mới 

, EDF ước tính nó sẽ có thể quan sát lượng khí thải từ hơn 80% tổng sản lượng dầu khí trên toàn thế giới.

Vụ phóng vệ tinh diễn ra trong bối cảnh Liên minh châu Âu, nhà nhập khẩu khí đốt tự nhiên lớn nhất thế giới, đang hoàn thiện các yêu cầu nhằm đặt ra giới hạn về lượng khí thải mêtan liên quan đến nhập khẩu dầu khí.

Mark Brownstein, phó chủ tịch cấp cao của EDF về chuyển đổi năng lượng, cho biết: “Chúng tôi sẽ có thể cung cấp thông tin cho phép mọi người bắt đầu phân biệt về hồ sơ phát thải của các nguồn cung cấp khí đốt khác nhau trên khắp thế giới”. “Chúng tôi nghĩ rằng điều đó sẽ rất hữu ích đối với những người tiêu dùng khí đốt lớn về nơi họ chọn kinh doanh.”

Rob Jackson, giáo sư khoa học hệ thống trái đất tại Đại học Stanford, người không liên kết với dự án.

Tuy nhiên, Jackson cho biết ông không tin rằng việc có được thông tin tốt hơn về lượng khí thải mêtan sẽ giúp giảm ô nhiễm khí hậu.

Ông nói: “Chúng tôi đã thấy lượng khí thải cao ở các mỏ dầu và khí đốt ở Hoa Kỳ trong nhiều thập kỷ nay nhưng lượng khí thải vẫn tiếp tục.

Một mẫu dữ liệu của Quỹ Bảo vệ Môi trường mà MethaneSAT sẽ thu thập trên quy mô toàn cầu. Tín dụng: Google Earth Engine

EPA vẫn chưa xác định liệu họ có cho phép sử dụng dữ liệu thu thập từ MethaneSAT để thực thi các quy định về phát thải khí mê-tan sắp được ban hành hay không.

“EDF, cùng với các chủ sở hữu công nghệ viễn thám khác, có thể nộp đơn xin được chứng nhận,” phát ngôn viên của EPA, Shayla Powell, cho biết về Chương trình Siêu phát thải khí mê-tan mới sẽ là một phần của các quy định mới.

Drew Shindell, giáo sư khoa học trái đất tại Đại học Duke, cho biết: “Nếu EPA đánh giá MethaneSAT và quyết định rằng nó phù hợp với danh mục dữ liệu công khai đã được EPA phê duyệt, thì có, bất kỳ ai cũng có thể sử dụng dữ liệu đó để bắt đầu các hành động quản lý”. “Đó là điều chưa từng có ở Mỹ”

MethaneSAT sẽ tham gia vào một nhóm vệ tinh giám sát khí mê-tan nhỏ nhưng đang phát triển và sẽ cung cấp những khả năng mới mà các vệ tinh khác thiếu. Nếu vệ tinh phát huy hết tiềm năng của nó, thiết bị này sẽ là một thành tựu quan trọng đối với Wofsy, giáo sư Harvard và là nhà lãnh đạo trong cộng đồng nghiên cứu khí quyển toàn cầu, người cho biết ông không bao giờ muốn phóng vệ tinh.

Wofsy, 77 tuổi, đã lãnh đạo các dự án từ những năm 1990 sử dụng các thiết bị viễn thám trên máy bay, khí cầu và tháp để đo các chất ô nhiễm và các loại khí khác khi chúng di chuyển trong khí quyển.

“Tôi luôn tự hứa với mình sẽ không bao giờ thực hiện một dự án vệ tinh nào,” anh nói trong bữa tiệc ra mắt hôm thứ Sáu.

Wofsy cho biết, mất nhiều năm để chuẩn bị phóng một vệ tinh, khả năng xảy ra sự cố trong không gian và những gì ông mô tả là sự ác cảm của NASA đối với các dự án vệ tinh cung cấp thông tin liên quan đến chính sách, trước đây đã ngăn cản ông thực hiện nỗ lực như vậy.

Việc MethaneSAT tập trung vào giám sát khí thải đã giúp ông thay đổi quan điểm.

Wofsy nói: “Điều này quan trọng đối với tôi, một phần vì nó có mục đích cuối cùng là thực sự có tác động.

David Parkes, hiệu trưởng Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng của Harvard, cho biết: “Không chỉ thông qua khoa học và kỹ thuật, chúng tôi có khả năng làm điều gì đó mà đôi khi chúng tôi còn có trách nhiệm”. đã làm việc trong dự án “Đây là Steve Wofsy, [và] các đồng nghiệp của anh ấy quyết định rằng chúng ta thực sự phải làm điều này, chúng ta phải tìm ra những cách mới để giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu.”