Quando l'Osservatorio orbitante del carbonio 3, OCO-3, si dirige verso la Stazione Spaziale Internazionale, porterà una nuova visione, letteralmente, agli studi sul ciclo del carbonio della Terra.

Dal suo posatoio sulla stazione spaziale, OCO-3 osserverà misurazioni quasi globali dell'anidride carbonica su terra e mare, da subito dopo l'alba a poco prima del tramonto. Ciò lo rende molto più versatile e potente del suo predecessore, OCO-2.

"OCO-2 rivisita le aree della Terra all'incirca alla stessa ora del giorno a causa della sua orbita eliosincrona, " ha detto Matt Bennet, Ingegnere dei sistemi di progetto di OCO-3 presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. "OCO-3 amplierà il periodo di tempo di tale copertura e osserverà la presenza di anidride carbonica in diverse ore del giorno".

Poiché la stazione spaziale orbita intorno alla Terra ogni 90 minuti, OCO-3 completerà 16 passaggi al giorno.

"Il punto della missione è continuare l'eredità di OCO-2 ma dal punto di vista della Stazione Spaziale Internazionale, " ha detto Bennet.

Lo strumento spaziale OCO-3 è l'immediato predecessore di OCO-2, che studia la distribuzione dell'anidride carbonica e rileva i punti caldi di emissione e i vulcani dal 2014.

Specchi, Motori e modalità mappatura

Le nuove capacità di OCO-3 dipendono fortemente da un innovativo gruppo specchio orientabile, che Bennett ha descritto come un "meccanismo di puntamento molto agile".

"Quando OCO-2 punta verso un obiettivo di osservazione, l'intero veicolo spaziale deve ruotare, " ha detto Bennett. "Dato che OCO-3 è un 'passeggero' sulla stazione spaziale, abbiamo dovuto aggiungere l'assieme dello specchio di puntamento per puntare indipendentemente dalla stazione."

Il gruppo di puntamento utilizza due coppie di specchi per ruotare in due direzioni complementari:una parallela alla superficie terrestre, l'altra perpendicolare. Questa configurazione consente a OCO-3 di puntare praticamente ovunque all'interno della vista della stazione spaziale, ma consente anche di catturare "mappe istantanee - mini-mappe dettagliate di anidride carbonica - su aree di interesse.

Questa modalità di mappatura istantanea può misurare le emissioni da fonti che vanno da aree relativamente piccole che circondano le centrali elettriche a grandi aree urbane fino a 1, 000 miglia quadrate (2, 590 chilometri quadrati) in soli due minuti. Ciò significa che OCO-3 può misurare l'intero bacino di Los Angeles in un solo passaggio, un'attività che richiederebbe diversi giorni a OCO-2.

La misurazione delle grandi aree urbane è particolarmente importante per gli scienziati poiché circa il 70% delle emissioni totali di combustibili fossili proviene dalle grandi città.

"Queste misurazioni mirate ci aiuteranno a districare quali fonti di anidride carbonica sono in natura e quali sono antropiche, o causato dall'uomo, " ha detto Bennet.

Durante la misurazione dell'anidride carbonica, OCO-3 può misurare contemporaneamente quanto bene le piante stanno eseguendo la fotosintesi misurando quanto la loro clorofilla "refluisce - o emette una specifica lunghezza d'onda di luce - mentre è illuminata dal Sole. Ciò aiuterà gli scienziati del ciclo del carbonio a osservare quanto bene la vegetazione assorba l'anidride carbonica a terra e come l'atmosfera circostante sta rispondendo.

"Vedremo come le diverse fonti di anidride carbonica, e lavandini, aree che raccolgono carbonio, come foreste e oceani, variano di giorno in giorno, per stagione e annualmente, " ha detto Bennet.

Poiché OCO-2 sta ancora raccogliendo dati, le due missioni si calibrano in modo incrociato misurando il carbonio in alcune delle stesse aree della Terra, che migliora la verifica dei dati.

Direttore del JPL per Scienze e Tecnologie della Terra, Diane Evans, ha detto che le osservazioni combinate di entrambe le missioni OCO forniranno informazioni più complete sullo stato del carbonio sul nostro pianeta.

"Si aggiungeranno al crescente corpo di ricerca da più missioni di osservazione della Terra, "Ha detto Evans. "E la combinazione di questi dati con i set di dati di altri strumenti sulla stazione spaziale come ECOSTRESS e GEDI consentirà di rispondere a domande chiave sulle interazioni dei cicli del carbonio e dell'acqua".

Lanciare, Arrivo e coreografia robotica

Il lancio di OCO-3 è previsto per le 3:59 EDT (12:59 PDT) di maggio. Guardalo in diretta su NASA TV e su nasa.gov/live. È una finestra di lancio istantanea, quindi se per qualsiasi motivo non si avvia nel momento programmato preciso, il lancio deve aspettare fino al giorno successivo.

"Ho sicuramente i nervosismi pre-lancio, " ha affermato Bennett, certamente non il primo JPLer ad avere quell'esperienza pochi giorni prima del lancio.

OCO-3 sta facendo l'autostop per la Stazione Spaziale Internazionale su una capsula Space-X Dragon, lanciato su un razzo Falcon 9. Due bracci robotici accoglieranno OCO-3 alla stazione:uno per estrarre OCO-3 dal bagagliaio della capsula, un altro per prenderlo e installarlo sul modulo Japanese Experiment Module-Exposed Facility. Tutto questo accade mentre OCO-3 è senza alimentazione, quindi deve essere installato prima che diventi troppo freddo. Anche se questo suona come un mangiaunghie, gli operatori della stazione hanno eseguito con successo questa coreografia robotica accuratamente realizzata per diversi carichi utili negli ultimi anni.

Come cortesi ospiti, OCO-3 e il suo team seguiranno alcune "regole della casa" della stazione spaziale. Per esempio, quando le missioni di rifornimento dalla Terra arrivano per consegnare gli elementi essenziali e gli esperimenti scientifici agli astronauti, OCO-3 si "prenderà una pausa" durante il processo di attracco e si sposterà con esso—letteralmente, mentre la stazione ruota su diversi atteggiamenti, Compreso, Bennet ha notato, "a pancia in su, senza vista per lo strumento." Lo strumento deve anche puntare intorno ai pannelli solari della stazione. E, naturalmente, a volte gli astronauti sulla stazione devono eseguire un'EVA, un'attività extraveicolare, ovvero una passeggiata spaziale. OCO-3 si spegnerà per gli EVA eseguiti nelle vicinanze per proteggere gli astronauti dal meccanismo di puntamento in movimento e dalle apparecchiature ad alta tensione.

Bennett afferma che mentre questi fattori presentano nuove sfide per il team di OCO-3, lui ei suoi colleghi sono entusiasti di vedere come questa "stanza con vista" e gli specchi girevoli dello strumento offrono nuove intuizioni sul ciclo del carbonio della Terra.