В условиях растущей потребности в стратегических минералах, таких как литий и редкоземельные элементы, Соединённые Штаты всё больше ориентируются на поиск отечественных источников полезных ископаемых. Важной инициативой в этом направлении стала масштабная программа совместной работы NASA и Геологической службы США (USGS), получившая название GEMx – Geological Earth Mapping Experiment. Эта инициатива представляет собой крупнейшее и новаторское авиасъёмочное исследование минералогии почв США, охватывающее территории Западных штатов, таких как Калифорния и Невада, где ранее были зафиксированы богатые залежи минералов. Уникальность GEMx заключается в использовании аэрокосмических технологий и спектроскопии для картирования распределения минералов на поверхности земли, что позволяет анализировать данные в невидимых для человеческого глаза спектрах. Исторические корни сотрудничества NASA и USGS уходят в эпоху космической гонки и программы «Аполлон».
В 1960-х годах специалисты по геологии из Геологической службы активно участвовали в создании геологических карт Луны, что сыграло ключевую роль в выборе безопасных и перспективных для изучения мест посадки астронавтов на шести пилотируемых лунных миссиях. Этот опыт послужил фундаментом для дальнейших совместных проектов, направленных на изучение не только космоса, но и собственных ресурсов Земли. Для детального и точного выявления минералогического состава поверхности задействована технология, получившая название спектроскопическая съемка. Инструмент AVIRIS-Classic (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), разработанный в Лаборатории реактивного движения NASA, функционирует как мини-холодильник и устанавливается на специализированных самолётах, летающих на высотах до 18 000 метров, что вдвое превышает высоту пассажирских авиарейсов. Этот прибор способен фиксировать более 200 спектральных каналов, значительно превосходя традиционные камеры по разрешению и диапазону обнаруживаемого света, включая инфракрасный спектр, который полностью невидим для человеческого глаза.
Области Западной Америки, например холмы Кьюпрайт в Неваде, представляют собой уникальные геологические образования с минералами, которые были трансформированы водой, глубоко проникающей в землю и модифицирующей состав скальных пород. Среди минералов, обнаруженных с помощью спектроскопии, выделяются такие, как слюда, гипс и алунит. Эти вещества, по мнению учёных, обладают большой важностью для промышленности и национальной экономики. Для того чтобы гарантировать точность и достоверность данных, получаемых с воздуха, специалисты USGS регулярно выезжают в полевые условия для отбора образцов породы и их лабораторного анализа. Этот комплексный подход позволяет корректировать и интерпретировать спектральные данные, исключая влияния атмосферных помех и прочих искажений.
В проводимых исследованиях используется новейшее поколение приборов AVIRIS-5, впервые поднявшееся в воздушное пространство в 2025 году. AVIRIS-5 существенно превосходит своего предшественника по разрешающей способности и скорости обработки информации. Это оборудование способно различать объекты размером от 10 метров до менее одного метра, что открывает новые горизонты для детального анализа и более эффективного выявления минеральных ресурсов. Полет исследовательского самолёта NASA ER-2 требует от пилота применения специальных космических костюмов, поскольку воздушное пространство, на котором проводятся замеры, находится на значительной высоте – на уровне, аналогичном космическому. Такое сочетание технологий и высоких требований безопасности отражает уникальность программы и значимость её задач для американского общества.
Помимо практических целей, GEMx является примером интеграции научных достижений космических исследований и прикладной геологии. Использование спектроскопии, изначально разработанной для изучения поверхности других планет и их спутников, сегодня успешно применяется для анализа материалов, которыми богата Земля. Это обращение технологии к «своему» дому демонстрирует универсальный характер научных инноваций NASA. В ходе долгосрочного исследования планируется провести более двухсот часов воздушных полётов над территориями Западных штатов, что позволит покрыть площадь свыше 190 000 квадратных миль. Полученные данные обрабатываются и сопоставляются с наземными тестами, что создаёт качественно новую картину минерального состава регионов.
Такие карты и результаты будут жизненно важны в стремлении США сократить зависимость от зарубежных поставок ценных видов сырья. Кроме прямой пользы для экономики и безопасности, проект GEMx способствует развитию высокотехнологичных исследований в области геологии, а также укреплению сотрудничества государственных агентств. Благодаря совместным усилиям NASA и USGS реализуются инновационные методы, которые сделали бы невозможным достижение подобного масштаба и точности выявления ресурсов. В современном мире, где вопросы устойчивого развития и автономного обеспечения материалами для технологий играют главную роль, инициатива GEMx показывает пример ориентации на будущее с опорой на науку и технологии. Она демонстрирует, как воздушные платформы, космические приборы и современные методы спектроскопии могут объединиться для решения задач сугубо земного масштаба.
