Vatten är liv, men trots all dess betydelse har mänskligheten en förvånansvärt begränsad syn på jordens sötvattenförekomster. Forskare har tillförlitliga vattennivåmätningar för bara några tusen sjöar runt om i världen, och få eller inga data om några av planetens viktiga flodsystem. Den kommande satelliten Surface Water and Ocean Topography (SWOT) kommer att fylla det enorma gapet. Genom att hjälpa till att ge en bättre förståelse av jordens vattenkretslopp kommer det både att hjälpa till med bättre förvaltning av vattenresurser och utöka kunskapen om hur klimatförändringar påverkar sjöar, floder och reservoarer.

Ett samarbete mellan NASA och den franska rymdorganisationen Centre National d'Études Spatial (CNES), med bidrag från den kanadensiska rymdorganisationen och Storbritanniens rymdorganisation, SWOT är planerad att lanseras i november från Vandenberg Space Force Base i Kalifornien. Ingenjörer och tekniker avslutar arbetet med satelliten i en anläggning som drivs av Thales Alenia Space i Cannes, Frankrike.

SWOT har flera nyckeluppgifter, inklusive att mäta höjden av vattenförekomster på jordens yta. Över havet kommer satelliten att kunna se funktioner som virvlar som är mindre än 60 miles (100 kilometer) i diameter - mindre än de som tidigare havsnivåsatelliter kunde observera. SWOT kommer också att mäta mer än 95 % av jordens sjöar som är större än 15 acres (6 hektar) och floder bredare än 330 fot (100 meter) i diameter.

"Nuvarande databaser kanske har information om ett par tusen sjöar runt om i världen", säger Tamlin Pavelsky, NASA:s sötvattensledare för SWOT, baserad vid University of North Carolina, Chapel Hill. "SWOT kommer att skjuta upp den siffran till mellan 2 miljoner och 6 miljoner."

Tillsammans med mätning av vattenhöjden – oavsett om det är i en sjö, flod eller reservoar – kommer SWOT också att mäta dess omfattning eller ytarea. Den avgörande informationen kommer att göra det möjligt för forskare att beräkna hur mycket vatten som rör sig genom sötvattenförekomster. "När du får tag i vattenvolymen kan du bättre bedöma vattenbudgeten, eller hur mycket vatten som rinner in i och ut ur ett område", säger Lee-Lueng Fu, SWOT-projektforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. som hanterar den amerikanska delen av uppdraget.

Detta är viktigt eftersom klimatförändringarna påskyndar jordens vattencykel. Varmare temperaturer innebär att atmosfären kan innehålla mer vatten (i form av vattenånga), vilket kan göra att till exempel regnstormar blir starkare än vad en region vanligtvis ser. Detta kan i sin tur orsaka förödelse på gårdar och skada grödor. Sådana accelererande förändringar kan göra det svårare att hantera ett samhälles vattenresurser.

"När jordens vattencykel intensifieras kräver förutsägelse av framtida extrema händelser som översvämningar och torka att man övervakar både förändringar i vattenförsörjningen från havet och vattenbehovet och användningen på land. SWOT:s globala blick på allt ytvatten på jorden kommer att ge oss exakt det", sa Nadya Vinogradova Shiffer, SWOT:s programforskare vid NASA:s högkvarter i Washington.

En större, bättre bild

SWOT kommer att tillhandahålla sina spelförändrande data med hjälp av ett nytt instrument som kallas Ka-band Radar Interferometer (KaRIn), som studsar radarpulser från vattenytan och tar emot retursignalen med två antenner samtidigt. Antennerna är placerade 33 fot (10 meter) från varandra på en bom, vilket gör det möjligt för forskare att samla information längs en ungefär 75 mil bred (120 kilometer bred) sträng av jordens yta - en bredare väg än satellitens föregångare.

Den ingenjörskonst som krävs för den här typen av system är knepig eftersom en så stor antennbom kräver otrolig stabilitet, och eftersom forskare behöver mycket exakta beräkningar för att göra mätningar av jordens hav och sötvattenkroppar. "Grundidén med SWOT går tillbaka till slutet av 1990-talet, men att förvandla det konceptet till verklighet - all den där ingenjörskonsten - tog en enorm mängd tid och ansträngning", sa Pavelsky.

Satelliter som redan är i omloppsbana kan mäta vattenhöjden - i havet, mycket stora sjöar och mycket breda floder - eller ytan på en vattenkropp. Men för att beräkna volymförändringar över tid måste forskarna matcha omfattningen och höjdmätningarna som olika instrument tog på olika dagar. Detta gör det svårt att avgöra grundläggande detaljer, som hur mycket vatten som rinner genom världens floder och hur mycket volymen varierar. "Man skulle kunna tro att vi redan skulle veta det här," sa Pavelsky. "Men för många floder i världen finns det helt enkelt inte många av den här typen av mätningar."

SWOT kommer att eliminera behovet av att klippa ihop information om omfattning och höjd från olika satelliter, och samtidigt kommer satelliten att ge forskarna en global bild av jordens ytvatten. "Det kommer att bli en enorm förändring i vår kunskap och förståelse av sötvatten", säger Sylvain Biancamaria, en SWOT-forskare och sötvattensforskare vid Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales i Toulouse, Frankrike.

Vissa studier, inklusive en publicerad förra året i Nature , har använt vattennivåmätningar för att titta på hur sjöar och floder runt om i världen förändras över tiden. Men de data som forskarna förväntar sig från SWOT kommer att ge en bättre förståelse av vattennivåer och yta, som båda kommer att tas oftare och över ett större område av jorden. Väl i omloppsbana kommer SWOT att skicka tillbaka ungefär en terabyte obearbetad data om dagen.

Forskare som Biancamaria och Pavelsky ser särskilt fram emot att få information på bassängnivån, eller det område av land som dräneras av en sjö eller en flod och dess bifloder. "Ur en samhällelig synvinkel - oavsett om du tittar på dricksvatten, navigering, översvämningskontroll - måste vattnet hanteras i bassängskala," sa Biancamaria. "Därför behövs observationer som täcker hela bassängen, och SWOT kommer att tillhandahålla sådana datamängder." + Utforska vidare

Montering av satellit för att spåra världens vattenskiften från USA till Frankrike