Due missioni esplorative della NASA sono state recentemente lanciate nell'orbita terrestre bassa, dove stanno dimostrando nuove tecnologie per osservare i gas atmosferici, misurare l'acqua dolce e persino rilevare segni di potenziali eruzioni vulcaniche.
Il Signals of Opportunity P-Band Investigation (SNoOPI), un ricevitore radio a basso rumore, testa una nuova tecnica per misurare l'umidità del suolo nella zona delle radici sfruttando i segnali radio prodotti dai satelliti commerciali:un grosso lavoro per un CubeSat 6U delle dimensioni di un scatola da scarpe.
Separatamente, la termocamera iperspettrale (HyTI) sta misurando i gas in traccia legati alle eruzioni vulcaniche. HyTI, anch'esso un CubeSat 6U, potrebbe aprire la strada a future missioni dedicate al rilevamento di eruzioni vulcaniche con settimane o mesi di anticipo.
Entrambi gli strumenti sono stati lanciati il 21 marzo dalla stazione spaziale Cape Canaveral della NASA alla Stazione Spaziale Internazionale a bordo della navicella spaziale Dragon di SpaceX come parte della trentesima missione di rifornimento commerciale della compagnia. Il 21 aprile gli strumenti furono messi in orbita dalla stazione.
Come tecnica di misurazione, "i segnali di opportunità cercano di riutilizzare ciò che già esiste", ha affermato James Garrison, professore di aeronautica e astronautica alla Purdue University e ricercatore principale di SNoOPI.
Garrison e il suo team proveranno a raccogliere i segnali radio in banda P prodotti da molti satelliti per telecomunicazioni commerciali e a riutilizzarli per applicazioni scientifiche. Lo strumento massimizza il valore delle risorse spaziali già in orbita, trasformando i segnali radio esistenti in strumenti di ricerca.
"Osservando cosa succede quando i segnali satellitari si riflettono sulla superficie della Terra e confrontandoli con il segnale che non si riflette, possiamo estrarre importanti proprietà sulla superficie in cui il segnale si riflette", ha affermato Garrison.
I segnali radio in banda P sono potenti e penetrano nella superficie terrestre fino a una profondità di circa 30 cm. Ciò li rende ideali per studiare l'umidità del suolo nella zona delle radici e l'equivalente in acqua della neve.
"Monitorando la quantità di acqua nel terreno, otteniamo una buona comprensione della crescita delle colture. Possiamo anche monitorare in modo più intelligente l'irrigazione", ha affermato Garrison. "Allo stesso modo, la neve è molto importante perché è anche un luogo in cui viene immagazzinata l'acqua. È stato difficile misurarla accuratamente su scala globale con il telerilevamento."
"Studio i vulcani dallo spazio per cercare di capire quando inizieranno e smetteranno di eruttare", ha affermato Robert Wright, direttore dell'Istituto Hawaii di geofisica e planetologia presso l'Università delle Hawaii a Mānoa e ricercatore principale di HyTI.
Gli imager iperspettrali come HyTI misurano un ampio spettro di tracce di radiazione termica e sono particolarmente utili per caratterizzare i gas a basse concentrazioni. Wright e il suo team sperano che HyTI li aiuti a quantificare le concentrazioni di anidride solforosa nell'atmosfera attorno ai vulcani.
Settimane o addirittura mesi prima della loro eruzione, i vulcani spesso emettono quantità maggiori di anidride solforosa e altri gas in traccia. Misurare questi gas potrebbe indicare un'eruzione imminente. La sensibilità di HyTI alla radiazione termica sarà utile anche per osservare il vapore acqueo e la convezione.
"Ci sono due obiettivi scientifici per HyTI. Vogliamo provare a migliorare il modo in cui possiamo prevedere quando un vulcano erutterà e quando un'eruzione vulcanica finirà", ha affermato Wright. "E misureremo anche il contenuto di umidità del suolo per quanto riguarda la siccità."
Attraverso il suo Earth Science Technology Office (ESTO), la NASA ha lavorato a stretto contatto sia con Garrison che con Wright per contribuire a trasformare la loro ricerca in prototipi perfettamente funzionanti e pronti per lo spazio.
"Il programma ESTO consente agli scienziati di avere idee interessanti e di trasformarle effettivamente in realtà", ha affermato Wright. Garrison acconsentì. "ESTO è stato un ottimo partner."
Fornito dalla NASA
