La NASA è pronta a lanciare un nuovo strumento spaziale che utilizzerà il punto di osservazione della Stazione Spaziale Internazionale per monitorare il ciclo del carbonio terrestre. Un seguito alla missione OCO-2 ancora attiva, OCO-3 porterà non solo un nuovo punto di osservazione, ma nuove tecniche e nuove tecnologie alle osservazioni dell'anidride carbonica della NASA. Perché stiamo lanciando un nuovo osservatorio del carbonio? Continuare a leggere.

Perché l'anidride carbonica?

Anidride carbonica (CO ₂ ) entra e esce naturalmente dall'aria da piante e animali, l'oceano, e terra, con il ciclo che rimane in equilibrio a lungo termine. CO ₂ aggiunto nell'atmosfera dalle attività umane negli ultimi 250 anni ha aumentato la quantità di gas che rimane nell'atmosfera. Questo gas in più intrappola il calore attraverso l'effetto serra, con conseguente riscaldamento del clima. La NASA e altre istituzioni scientifiche tengono d'occhio questo e altri cambiamenti atmosferici e il modo in cui la Terra sta rispondendo ad essi, cercando continuamente di migliorare le nostre osservazioni. OCO-3 è l'ultima aggiunta alla flotta spaziale globale che osserva questo gas serra critico. OCO-3 è stato costruito adattando una versione duplicata di OCO-2, originariamente costruito come "risparmio di volo, una copia esatta che una missione costruisce nel caso ci sia un problema con lo strumento originale. Così OCO-3 estenderà e migliorerà un set di dati che ha già dimostrato il suo valore.

Perché la stazione spaziale?

La stazione spaziale circonda la Terra tra 52 gradi nord e 52 gradi sud di latitudine, circa le latitudini di Londra e della Patagonia. La stragrande maggioranza delle città e dei terreni agricoli della Terra, responsabile della maggior parte dell'assorbimento e delle emissioni di carbonio del nostro pianeta, rientrare in questa zona. Dove l'orbita polare di OCO-2 lo porta su ogni posizione esattamente alla stessa ora del giorno, l'orbita della stazione spaziale metterà OCO-3 su ogni posizione in un momento leggermente diverso su ogni orbita. Montato esternamente sul lato inferiore della stazione spaziale, OCO-3 raccoglierà le prime osservazioni dall'alba al tramonto delle variazioni dell'anidride carbonica dallo spazio sulle regioni tropicali e di media latitudine, dando una migliore visione dei processi di emissione e assorbimento. Per esempio, le vaste riserve di carbonio della foresta pluviale amazzonica in rapida evoluzione sono una parte fondamentale del ciclo del carbonio terrestre, ma quando OCO-2 sorvola la foresta verso le 13:30, le nuvole pomeridiane di solito si sono accumulate, nascondendo la regione alla vista dello strumento. OCO-3 passerà l'Amazzonia a tutte le ore del giorno, acquisire molti più dati senza cloud.

Che tipo di strumento è OCO-3?

È uno spettrometro, infatti, tre spettrometri che condividono un telescopio. Come le radio sintonizzate su diverse stazioni, gli spettrometri sono "sintonizzati" per osservare diversi insiemi di lunghezze d'onda nello spettro elettromagnetico. Ogni gas atmosferico assorbe la luce solare a un insieme specifico di lunghezze d'onda, e l'anidride carbonica non fa eccezione. Due degli spettrometri di OCO-3 registrano due serie di lunghezze d'onda in cui l'assorbimento di anidride carbonica è forte; il terzo registra lunghezze d'onda con forte assorbimento di ossigeno, di cui i ricercatori hanno bisogno per calcolare il numero totale di molecole nella parte dell'atmosfera in cui è stata effettuata la misurazione. La combinazione dei dati dei tre spettrometri consente ai ricercatori di ottenere una misurazione della CO2 così accurata da registrare la differenza tra, Per esempio, 405 e 406 molecole del gas in ogni milione di molecole d'aria.

OCO-3 può vedere qualcosa oltre al carbonio?

OCO-3 osserva un bagliore molto debole che le piante emettono durante la fotosintesi, chiamata fluorescenza indotta dal sole (SIF). Questa luce è troppo debole per essere notata dagli umani in circostanze normali, ma è l'indicatore più accurato della fotosintesi che può essere misurato dallo spazio. Mentre il clima della Terra cambia, le precipitazioni e la temperatura stanno modificando la crescita delle piante in tutto il mondo in modi che possono influire sulla sicurezza alimentare mondiale. Capire esattamente quando avviene la fotosintesi, come stanno cambiando il suo avvio e arresto stagionale in località remote in tutto il mondo, può aiutarci a prepararci per le sfide del futuro. La misurazione SIF di OCO-3 avrà la stessa alta risoluzione di OCO-2, e il nuovo strumento aggiungerà la capacità di ruotare e puntare rapidamente i suoi sensori verso le torri a terra dove SIF è monitorato localmente, raccogliendo dati su quasi la stessa scala spaziale di queste torri in modo che le sue misurazioni possano essere convalidate. Poiché la fotosintesi è una parte importante del ciclo globale del carbonio, i dati SIF completano le misurazioni dell'anidride carbonica di OCO-3.

Cos'altro è nuovo?

OCO-3 dimostrerà una nuova tecnica per misurare le emissioni di carbonio urbano, eruzioni vulcaniche e altre fonti locali di carbonio dallo spazio. Le origini dell'anidride carbonica possono essere difficili da individuare via satellite perché il gas si miscela rapidamente e uniformemente nell'aria. Per esempio, sappiamo dai dati sulle emissioni globali che oltre il 70% delle emissioni di anidride carbonica delle attività umane proviene dalle città. L'orbita di OCO-2 produce una lunga serie di misurazioni che attraversano alcune città, ma è ancora una sfida raccogliere dati satellitari sufficientemente dettagliati da distinguere tra la produzione propria di una città e la CO2 che è stata trasportata in città dalle correnti d'aria, che potrebbe essere stato rilasciato mesi fa dall'altra parte del globo. La nuova funzionalità di OCO-3 si chiama "modalità istantanea". Questa tecnica di scansione, consentito dalla capacità dello strumento di ruotare e puntare rapidamente, produce una fitta coltre di misurazioni su un'area di circa 50 per 50 miglia (80 per 80 chilometri) - circa le dimensioni del bacino di Los Angeles.