Il 21 agosto 2017, RAVAN ha osservato il sole durante l'eclissi solare. Qui, un rendering artistico raffigura la vista di RAVAN poco prima dell'evento. Credito:NASA
Mentre le persone in tutta la nazione osservavano l'eclissi solare totale di agosto dalla Terra, un satellite della NASA delle dimensioni di una pagnotta di pane aveva un posto in prima fila per l'evento astronomico.
La valutazione del radiometro utilizzando nanotubi allineati verticalmente, o RAVAN, CubeSat è stato sviluppato per testare e convalidare i nanotubi di carbonio che assorbono la luce come nuovo metodo per misurare lo squilibrio di radiazioni della Terra, che è la differenza tra la quantità di energia del sole che raggiunge la Terra e la quantità che viene riflessa ed emessa nello spazio. La misurazione è fondamentale per prevedere i cambiamenti nel clima del pianeta.
RAVAN ha iniziato a raccogliere dati dall'orbita terrestre il 25 gennaio, 2017, e la dimostrazione tecnologica è stata dichiarata un successo all'inizio di agosto.
Ma l'eclissi solare del 21 agosto ha offerto ai ricercatori un'opportunità unica di testare ulteriormente un importante attributo dei nanotubi di carbonio:la sua forte sensibilità alle emissioni di energia in rapida evoluzione. Sebbene progettato per misurare la quantità di energia solare e termica riflessa emessa dalla Terra nello spazio, durante l'eclissi i nanotubi altamente sensibili di RAVAN verrebbero invece puntati sul sole per rilevare i cambiamenti nella quantità di energia solare in arrivo.
Poiché i ricercatori conoscevano la posizione del CubeSat e la percentuale di eclissi che avrebbe misurato, è stato facile per il team confrontare i dati del satellite con l'irraggiamento solare noto. A causa della posizione di RAVAN in orbita, non ha catturato la totalità dell'eclissi, dove la luna blocca completamente la luce del sole. Anziché, dalla sua posizione in alto sopra gli Stati Uniti, RAVAN doveva raccogliere i dati di un'eclissi di circa l'80%, simile a quanto osservato dall'organizzazione di origine dell'investigatore principale Bill Swartz, il Laboratorio di Fisica Applicata Johns Hopkins a Laurel, Maryland, che guida la missione.
I dati qui riportati sono stati raccolti da uno dei sensori radiometrici a nanotubi di carbonio di RAVAN. La trama mostra che questi sensori possono rispondere rapidamente ai cambiamenti nell'irradianza del sole o della Terra. La grafica del sole rappresenta l'estensione dell'eclissi durante l'osservazione. Credito:Laboratorio di fisica applicata Johns Hopkins/Bill Swartz
Mentre la luna passava tra la Terra e il sole, Gli strumenti di RAVAN hanno risposto rapidamente e accuratamente per misurare la diminuzione dell'energia solare visibile dai rilevatori del satellite. Swartz ha spiegato, "Sebbene RAVAN osservi regolarmente il Sole per la calibrazione solare, ha seguito l'improvviso cambiamento nell'energia solare offerto dall'eclissi come previsto".
Ora, con tecnologia testata contro le eclissi, RAVAN viene addestrato sulla Terra mentre Swartz e il suo team continuano a monitorare le prestazioni dello strumento del satellite, eseguire analisi dei dati, e confrontare le sue misurazioni con simulazioni modello esistenti della radiazione in uscita dalla Terra.
L'attuale missione di test e convalida di RAVAN è il primo passo per consentire una futura costellazione di CubeSats che orbiterebbe attorno alla Terra e fornirebbe una copertura globale continua dello squilibrio di radiazioni della Terra per migliorare le misurazioni attuali, che vengono rilevate da strumenti alloggiati su pochi grandi satelliti.
Avere satelliti più piccoli posizionati uniformemente intorno al pianeta potrebbe offrire un vantaggio quando si tratta di studiare lo squilibrio energetico della Terra. "L'energia radiante che emerge dalla Terra cambia rapidamente nel tempo e nello spazio, particolarmente visto da una costellazione di satelliti che sfreccia lungo l'orbita terrestre bassa, " ha detto Swartz. "L'eclissi solare ha fornito un'opportunità unica per testare la reattività della misurazione RAVAN in modo controllato, dimostrando ulteriormente la tecnica per l'osservazione della Terra."
RAVAN è stato finanziato attraverso un programma NASA Earth Science Technology Office (ESTO) che dimostra nuove tecnologie che, una volta convalidato, potrebbe essere applicato a un'ampia gamma di esigenze di osservazione della Terra e misurazioni scientifiche della NASA. Durante la loro vita in missione, CubeSat come RAVAN vengono messi alla prova per accertare quanto bene funzionino le nuove tecnologie e metodologie in orbita.
Piccoli satelliti, inclusi CubeSat, svolgono un ruolo sempre più importante nell'esplorazione, dimostrazione di tecnologia, ricerca scientifica e indagini educative presso la NASA, tra cui:esplorazione dello spazio planetario; osservazioni della Terra; scienze fondamentali della Terra e dello spazio; e lo sviluppo di strumenti scientifici precursori come comunicazioni laser all'avanguardia, comunicazioni da satellite a satellite e capacità di movimento autonomo.
