Uno degli otto microsatelliti nella costellazione CYGNSS in costruzione. La missione raccoglierà dati per migliorare le previsioni sull'intensità degli uragani. Credito:Università del Michigan
A partire da questo mese, La NASA sta lanciando una suite di sei di nuova generazione, Piccole missioni satellitari di osservazione della Terra per dimostrare nuovi approcci innovativi per studiare il nostro pianeta che cambia.
Questi piccoli satelliti hanno dimensioni variabili da una pagnotta di pane a una piccola lavatrice e pesano da poche a 400 libbre (180 chilogrammi). Le loro piccole dimensioni mantengono bassi i costi di sviluppo e di lancio poiché spesso fanno l'autostop per lo spazio come "carico utile secondario" sul razzo di un'altra missione, fornendo una strada economica per testare nuove tecnologie e condurre ricerche scientifiche.
"La NASA utilizza sempre più piccoli satelliti per affrontare importanti problemi scientifici nel nostro portafoglio di missioni, " ha detto Thomas Zurbuchen, amministratore associato della direzione della missione scientifica della NASA a Washington. "Ci danno anche l'opportunità di testare nuove innovazioni tecnologiche nello spazio e ampliare il coinvolgimento di studenti e ricercatori per fare esperienza pratica con i sistemi spaziali".
La tecnologia dei piccoli satelliti ha portato a innovazioni nel modo in cui gli scienziati si avvicinano alle osservazioni della Terra dallo spazio. Queste nuove missioni, cinque dei quali dovrebbero essere lanciati nei prossimi mesi, lanceranno nuovi metodi per misurare gli uragani, Bilancio energetico della Terra, aerosol e agenti atmosferici.
"La NASA sta espandendo le tecnologie dei piccoli satelliti e utilizzando a basso costo, piccoli satelliti, strumenti miniaturizzati, e costellazioni robuste per far progredire le scienze della Terra e fornire benefici alla società attraverso applicazioni, " ha detto Michael Freilich, direttore della Divisione di Scienze della Terra della NASA a Washington.
Concezione artistica della missione TROPICS, che studierà gli uragani con una costellazione di 12 CubeSat che volano in formazione. Credito:MIT Lincoln Laboratory
Quattro CubeSat in tre lanci
Previsto per il lancio questo mese, RAVAN, la valutazione del radiometro utilizzando nanotubi allineati verticalmente, è un CubeSat che dimostrerà una nuova tecnologia per rilevare lievi cambiamenti nel bilancio energetico della Terra nella parte superiore dell'atmosfera - misurazioni essenziali per comprendere gli effetti dei gas serra sul clima. RAVAN è guidato da Bill Swartz presso il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, Maryland.
Nella primavera 2017, due CubeSat sono programmati per il lancio sulla Stazione Spaziale Internazionale per uno sguardo dettagliato alle nuvole. I dati dei satelliti aiuteranno a migliorare la capacità degli scienziati di studiare e comprendere le nuvole e il loro ruolo nel clima e nel tempo.
Cubetto di ghiaccio, sviluppato da Dong Wu presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, utilizzerà un nuovo, miniatura, radiometro a microonde ad alta frequenza per misurare il ghiaccio delle nuvole. ARPA, il Polarimetro Arcobaleno Iperangolare, sviluppato da Vanderlei Martins presso l'Università del Maryland Baltimore County a Baltimora, misurerà le particelle sospese nell'aria e la distribuzione delle dimensioni delle gocce di nuvola con un nuovo metodo che esamina un bersaglio da più prospettive.
All'inizio del 2017, MiRaTA, la missione di accelerazione della tecnologia dei radiometri a microonde, è programmato per il lancio nello spazio con il Joint Polar Satellite System-1 della National Oceanic and Atmospheric Administration. MiRaTA racchiude molte delle capacità di un grande satellite meteorologico in un veicolo spaziale delle dimensioni di una scatola da scarpe, secondo il Principal Investigator Kerri Cahoy del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge. I sensori in miniatura di MiRaTA raccoglieranno dati sulla temperatura, vapore acqueo e nubi di ghiaccio che possono essere utilizzati nelle previsioni del tempo e nel monitoraggio delle tempeste.
Il RAVAN, ARPA, Le missioni IceCube e MiRaTA CubeSat sono finanziate e gestite dall'Earth Science Technology Office (ESTO) della NASA nella divisione Earth Science. ESTO supporta i tecnologi nei centri della NASA, l'industria e il mondo accademico per sviluppare e perfezionare nuovi metodi per osservare la Terra dallo spazio, dai sistemi informativi ai nuovi componenti e strumenti.
"L'accessibilità economica e i tempi rapidi di costruzione di questi progetti CubeSat consentono di correre più rischi, e più rischi corriamo ora, più capaci e affidabili saranno gli strumenti in futuro, " disse Pamela Millar, Responsabile della convalida del volo ESTO. "Questi piccoli satelliti stanno cambiando il modo in cui pensiamo alla creazione di strumenti e misurazioni. Il cubo ci ha ispirato a pensare più fuori dagli schemi".
Due costellazioni di piccoli satelliti
I primi investimenti della NASA in queste nuove tecnologie di osservazione della Terra sono maturati per produrre due robuste missioni scientifiche, il primo dei quali è previsto per il lancio a dicembre.
CYGNSS - il ciclone, Global Navigation Satellite System:sarà la prima costellazione di piccoli satelliti per le scienze della Terra della NASA. Otto satelliti identici voleranno in formazione per misurare l'intensità del vento sull'oceano, fornendo nuove informazioni sui cicloni tropicali. Il suo nuovo approccio utilizza i riflessi dei segnali GPS dalla superficie dell'oceano per monitorare i venti di superficie e le interazioni aria-mare nei cicloni in rapida evoluzione, uragani e tifoni in tutti i tropici. CYGNSS, guidato da Chris Ruf presso l'Università del Michigan, Anna Arbor, è previsto per il lancio il 12 dicembre dalla stazione aeronautica di Cape Canaveral in Florida. Derek Posselt del Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, è il vice investigatore principale.
All'inizio di quest'anno la NASA ha annunciato l'inizio di una nuova missione per studiare l'interno degli uragani con una costellazione di 12 CubeSat. TROPICS—la struttura Time-Resolved Observations of Precipitation and Storm Intensity with a Constellation of Smallsat— utilizzerà strumenti radiometrici basati sul MiRaTA CubeSat che effettueranno misurazioni frequenti dei profili di temperatura e vapore acqueo durante il ciclo di vita delle singole tempeste. William Blackwell del Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory di Lexington guida la missione.
CYGNSS e TROPICS hanno entrambi beneficiato dei primi investimenti nella tecnologia ESTO. Queste missioni Earth Venture sono piccole, indagini scientifiche mirate che integrano le più grandi missioni di ricerca sulla Terra della NASA. Il rapido sviluppo, I progetti Earth Venture a costi vincolati sono selezionati in modo competitivo e finanziati dal programma Earth System Science Pathfinder della NASA all'interno della Earth Science Division.
Piccoli veicoli spaziali e satelliti stanno aiutando la NASA a far progredire l'esplorazione scientifica e umana, ridurre il costo delle nuove missioni spaziali, ed espandere l'accesso allo spazio. Attraverso l'innovazione tecnologica, piccoli satelliti consentono architetture completamente nuove per una vasta gamma di attività nello spazio con il potenziale per salti esponenziali nella scienza trasformativa.
