В 2008 году, исследователь Cathleen Jones из Лаборатории реактивного движения NASA, пролетая над Разломом Сан-Андреас, расположенным недалеко от Сан-Франциско, впервые протестировала новый радиолокационный прибор, построенный специалистами из JPL. Когда самолёт накренился, дабы совершить поворот, Jones взглянула вниз, чтобы увидеть дельту реки Сакраменто, в низких местах долины которой возвышается огромное множество дамб.
Jones тестировала прибор, который способен измерить самые незначительные движения земли в масштабе менее 1 сантиметра. Этот радиолокационный прибор получил название Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR).
Как вспоминает Cathleen Jones, в тот момент, когда самолёт накренился, её осенило, что UAVSAR может стать идеальным инструментом для мониторинга движения дамб. Проштудировав научную литературу, она обнаружила, что ничего подобного ранее не предпринималось. Jones поспешила сообщить о своей идее руководству Калифорнийского департамента водного хозяйства (California Department of Water Resources — DWR). На тот момент исследователь даже не подозревала, что станет основоположником долгосрочной инициативы по адаптации технологий NASA для использования с целью охраны дамб дельты реки Сакраменто.
В дельте реки Сакраменто к северу от залива Сан-Франциско, острова, сельскохозяйственные угодья и населённые пункты, расположенные ниже уровня моря, защищены от окружающих водных каналов дамбами, многие из которых датируются временами Калифорнийской золотой лихорадки. Порядка 2/3 все калифорнийцев и более 2 млн гектаров орошаемых сельскохозяйственных угодий полагаются на эту дельту.
Если произойдёт прорыв дамбы, то результаты будут катастрофическими. Единственный в истории прорыв дамбы в 2004 году нанёс убытков на сумму в 90 млн. долларов, поставит под угрозу всё водоснабжение Южной Калифорнии. Инженеры гидротехнических сооружений отмечают, что первыми сигналами о возможных структурных проблемах дамб и плотин могут быть крошечные деформации почвы — слишком маленькие для того, чтобы быть замеченными в ходе визуального осмотра.
Решением этой проблемы является дистанционное зондирование. Руководство DWR пробовало и другие методы дистанционного зондирования, такие как лидар, но результаты оставляли желать лучшего. Поэтому, когда Cathleen Jones сообщила им о своей идее, они тут же заинтересовались возможностями UAVSAR. По словам инженера Joel Dudas из DWR, UAVSAR характеризуется самым высоким потенциалом в сфере предоставления данных о самых незначительных движениях дамб.
В 2009 году, при поддержке программы НАСА Applied Sciences, Лаборатория реактивного движения и Калифорнийский департамент водного хозяйства подписали договор о партнёрстве, который ознаменовал начало научно-исследовательского проекта, призванного установить, насколько эффективно UAVSAR может использоваться для мониторинга дамб в дельте реки Сакраменто. С тех пор Cathleen Jones вместе с UAVSAR на научно-исследовательском самолёте NASA С-20А пролетали над дамбами каждые 4-8 недель. Каждый полёт предусматривает пролёт по девяти пересекающимся линиям, которые были разработаны, чтобы наблюдать за каждой дамбой по крайне мере в трёх направления на протяжении трёх часов.
Как и все радары, UAVSAR посылает микроволновой импульс и производит запись сигналов, отражающихся обратно. Сравнивая данные последовательных полётов, Cathleen Jones может измерить темп движения почвы вверх или вниз за этот временной период. Прибор специально разработан для того, чтобы игнорировать более масштабные движения (например, движения самолёта) и записывать лишь незначительные изменения, которые прочие инструменты не в состоянии определить. Команда также разработала модель для облегчения обработки данных. Модель учитывает землепользование, типы почвы и прочие коэффициенты, которые влияют на показатели оседания грунта, что позволяет исследователям поместить данные в контекст, который может помочь руководству Департамента водных ресурсов найти более эффективные способы управления дельтой.
Уже после первого года исследований стало ясно, что UAVSAR может идентифицировать проблемные области. К тому же именно благодаря UAVSAR было обнаружено повреждение дамбы, которая была протаранена кораблём. Недавно инженерам удалось идентифицировать область дамбы, в которой грунт ежегодно проседает на несколько сантиметров — это чрезвычайной быстро, однако невозможно заметить визуально. DWR восполнил уровень грунта в этой области и продолжает её контролировать.
