La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) riceverà presto un importante strumento in grado di condurre misurazioni estremamente accurate di aerosol e costituenti gassosi nella stratosfera e nella troposfera. L'esperimento stratosferico di aerosol e gas III (SAGE III) studierà l'ozono, aerosol, vapore acqueo, e altri gas atmosferici per comprendere meglio gli effetti dei cambiamenti naturali e indotti dall'uomo sull'ambiente globale.

SAGE III era inizialmente previsto per il lancio sulla ISS a bordo del cargo SpaceX Dragon nel novembre 2016 in cima a un lanciatore Falcon 9. La missione, designato CRS-10, doveva essere decollato dal Complesso di lancio spaziale 40 della Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS). Tuttavia, è stato rinviato più volte ed è attualmente previsto per il lancio l'8 febbraio. 2017 dal Complesso di lancio 39A. I ritardi sono stati forzati da un'indagine in corso sull'esplosione del 1 settembre nel sito di lancio, quando un razzo Falcon 9 è stato distrutto durante un test di fuoco statico pre-lancio.

Lo strumento SAGE III è stato consegnato dal Langley Research Center della NASA al Kennedy Space Center (KSC) della NASA nel novembre 2015 ed è ora completamente pronto per il lancio.

"Il test finale alimentato è stato completato presso la struttura di elaborazione della stazione spaziale KSC durante lo scorso anno, e nel dicembre 2016, il carico utile dello strumento e la piattaforma di osservazione Nadir sono stati consegnati a SpaceX per l'installazione nel Dragon Trunk del razzo Falcon 9. Il bagagliaio integrato è ora in attesa di lancio, "Marilee M. Roell, SAGE III Science Manager presso il Langley Research Center della NASA ha dichiarato a SpaceFlight Insider.

Roell ha aggiunto che tutto il lavoro tecnico è completo ad eccezione di alcuni elementi da rimuovere prima del volo. Sebbene siano previste un paio di revisioni pre-lancio, tutte le attività preliminari delle operazioni di missione sono già state completate.

"La squadra è ben preparata e siamo pronti a supportare la missione dopo il lancio, " ha detto Roelli.

Dopo l'arrivo all'ISS, SAGE III sarà montato esternamente sulla stazione sull'Expedite the Processing of Experiments to Space Station (ExPRESS) Pallet Adapter (ExPA) sull'Express Logistic Carrier (ELC). Lo strumento orbiterà tra 239 e 257 miglia (385 e 415 chilometri) sopra la superficie terrestre con un'inclinazione di 51,6 gradi con un ciclo di ripetizione di quasi tre giorni. Si prevede che l'orbita della stazione contribuirà a massimizzare il valore scientifico delle osservazioni di SAGE III, dimostrando al contempo che gli strumenti di scienza dell'atmosfera hanno un posto nel laboratorio orbitale.

Per raggiungere i suoi obiettivi scientifici, SAGE III è dotato di un set di strumenti con una massa totale di circa 1, 162 libbre. (527 chilogrammi). Il suo carico utile più importante è lo strumento Sensor Assembly (SA), uno spettrometro a reticolo che misura la luce ultravioletta e visibile e ha un sistema di puntamento a due assi. SA contiene il rivelatore array Charge Coupled Device (CCD) che migliora la capacità di misurazione e può consentire nuovi prodotti di dati sperimentali come metano, monossido di bromo, e monossido di iodio, oltre a misurare aerosol più grandi.

SAGE III è inoltre dotato di Interface Adapter Module (IAM), il pacchetto di monitoraggio dei disturbi (DMP), il sistema di puntamento Hexapod (unità elettronica Hexapod e gruppo meccanico Hexapod), e la scatola dell'elettronica di controllo dello strumento. IAM è caratterizzato come il "cervello" del payload dello strumento, fornendo potenza e calcolo al carico utile e fungendo da interfaccia tra lo strumento e la stazione. DMP è un'unità di misura inerziale in miniatura che misurerà tutti i piccoli movimenti dalla ISS, mentre il sistema di puntamento Hexapod fungerà da "gambe" del carico utile, che mantengono lo strumento livellato in orbita.

Il principale obiettivo scientifico della missione SAGE III sarà ottenere alta qualità, misurazioni globali di componenti chiave dell'atmosfera terrestre. In particolare, lo strumento valuterà lo stato di recupero nella distribuzione dell'ozono e ristabilirà le misurazioni dell'aerosol necessarie sia per il clima che per i modelli di ozono. La missione dovrebbe acquisire ulteriori informazioni sui processi chiave che contribuiscono alla variabilità dell'ozono e dell'aerosol.

"La nostra vista dalla stazione spaziale ci darà una nuova prospettiva della composizione atmosferica. Dati di SAGE III, insieme ai risultati del modello, consentirà agli scienziati di monitorare la salute dello strato di ozono e monitorare il recupero dell'ozono stratosferico dalla ratifica del Protocollo di Montreal. Entro il 2020, nella maggior parte delle aree, i modelli prevedono che l'ozono avrà recuperato circa la metà della quantità persa dai livelli pre-1980. SAGE III sarà prezioso per valutare le prestazioni dell'Ozone Mapping and Profiler Suite in volo sul satellite Suomi National Polar-Orbiting Partnership, " ha detto Roelli.

I dati di SAGE III aiuteranno anche a ripristinare le misurazioni degli aerosol cruciali per modelli climatici e di ozono più accurati a lungo termine. Inoltre, se ci sono nuove modifiche allo strato di ozono, questi dati aiuteranno la comunità scientifica a identificare la causa e valutare l'impatto dei cambiamenti.

Comprendere i cambiamenti dell'ozono stratosferico è fondamentale per determinare se il ripristino dello strato di ozono sta procedendo come previsto dall'entrata in vigore del Protocollo di Montreal.

"Ci aspettiamo di vedere un po' di recupero, sulla base dei dati del modello, quantità di ozono stratosferico dagli anni '90. Cercheremo anche di vedere se ci sono nuovi cambiamenti nella stratosfera, " ha osservato Roell.

Lo strumento che verrà installato sulla ISS è il secondo SAGE III inviato nello spazio. Il primo SAGE III è stato lanciato sulla navicella spaziale russa Meteor-3M nel dicembre 2001. SAGE è una delle missioni di scienze della Terra più longeve della NASA Langley. L'idea dello strumento, a partire dagli anni '70 con lo strumento Stratospheric Aerosol Measurement (SAM), è stato sviluppato e testato a Langley.

"SAM, così come SAM II, SAGGIO, SAGGIO II, SAGE III Meteor-3M e ora SAGE III/ISS sono stati tutti guidati da Langley. Questo ultimo progetto includeva anche la piattaforma di osservazione Nadir per indirizzare SAGE nella giusta direzione, così come altri nuovi hardware e software, tutto ciò che è stato progettato, costruito, integrato, e testato a Langley, " ha detto Roelli.

SAGE III sulla ISS sarà gestito dal Flight Mission Support Center di Langley. Ball Aerospace &Technologies Corp. ha costruito lo strumento SAGE III/ISS a Boulder, Colorado, e l'Agenzia spaziale europea e Thales Alenia Space hanno fornito un esapode per mantenere lo strumento puntato nella giusta direzione durante le manovre della ISS nello spazio.