Con una piccola spinta all'orbita di un satellite, gli scienziati avranno presto misurazioni laser e radar simultanee del ghiaccio, fornendo nuove informazioni sulle regioni ghiacciate della Terra. Il 16 luglio l'Agenzia spaziale europea (ESA) inizia una serie di manovre precise che spingeranno l'orbita del suo satellite CryoSat-2 che trasporta il radar di circa mezzo miglio più in alto, mettendolo in sincronia con Ice, che trasporta il laser della NASA, Cloud e terra Elevation Satellite 2, o ICESat-2.

Quando le manovre saranno completate entro la fine dell'estate, i due satelliti passeranno sopra un'area dell'Artico entro poche ore l'uno dall'altro. Quel tratto sincrono, di più di 2, 000 miglia (3, 200 chilometri) ogni giorno circa, sarà fondamentale per studiare il ghiaccio marino, che galleggia sull'Oceano Artico e si muove con correnti e venti. Se i satelliti effettuano misurazioni in momenti diversi, i due potrebbero misurare diversi banchi di ghiaccio in rapido movimento. La sincronizzazione dei satelliti fornisce agli scienziati due set di dati per lo stesso ghiaccio.

"La combinazione di queste due misurazioni dallo spazio porterà a un'età dell'oro, " disse Tommaso Parrinello, Responsabile della missione CryoSat-2 con l'ESA. "È un piccolo cambiamento per CryoSat-2, ma sarà una rivoluzione per la scienza."

Sia il radar di CryoSat-2 che lo strumento laser di ICESat-2, chiamato lidar, misurare l'altezza inviando segnali e cronometrando quanto tempo impiegano a riflettersi sulla superficie terrestre e tornare ai rispettivi satelliti. Ma i diversi segnali rimbalzano su alcune superfici in modo diverso, incluso il ghiaccio marino coperto di neve. Radar come Cryosat-2 penetreranno attraverso lo strato di neve e si rifletteranno sul ghiaccio sottostante. Strumenti laser come ICESat-2 si rifletteranno sulla parte superiore dello strato di neve. La differenza tra i due darà agli scienziati la profondità della neve in cima al ghiaccio marino.

"Se hai laser e radar insieme, ti dà questa opportunità davvero entusiasmante per misurare la profondità della neve, che non siamo mai stati davvero in grado di fare prima dallo spazio, " disse Rachel Tilling, uno scienziato del ghiaccio marino presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland e l'Università del Maryland a College Park. "E con l'altezza della neve, possiamo ottenere misurazioni significativamente più accurate dello spessore del ghiaccio marino".

Con misurazioni migliori della profondità della neve e dello spessore del ghiaccio marino, i ricercatori possono ottenere informazioni sul complesso sistema climatico artico. Il ghiaccio marino potrebbe essere spesso solo 10 piedi o giù di lì, ma ha un effetto smisurato sul clima terrestre, formando una sorta di manto protettivo sull'Oceano Artico, Tilling ha detto. La neve in cima riflette le radiazioni del Sole, evitare che il ghiaccio si sciolga e che l'oceano si scaldi. Il ghiaccio stesso funge da barriera tra l'atmosfera e l'oceano:rimuoverlo potrebbe alterare i modelli di circolazione che raggiungono le parti più temperate del globo. Le nuove informazioni potrebbero migliorare i modelli climatici, oltre a portare a previsioni di navigazione di spedizione più accurate, lei disse.

L'idea di allineare i due satelliti è circolata nella comunità scientifica del ghiaccio da quando CryoSat-2 è stato lanciato nel 2010, quando ICESat-2 era ancora in fase di sviluppo, disse Tom Neumann, Scienziato del progetto ICESat-2 presso la NASA Goddard.

"Questo apre nuove possibilità scientifiche che non erano possibili con nessuna delle due missioni in modo indipendente, soprattutto per la scienza del ghiaccio marino, " Neumann ha detto. "È uno sforzo di base, promosso da scienziati e ingegneri che chiedono se c'è un modo per farlo accadere".

Il team delle operazioni di volo CryoSat-2 ha dato un'occhiata e dopo mesi di analisi delle dinamiche orbitali ha elaborato un piano. Il satellite europeo orbita molto più in alto e più lentamente di quello americano, quindi non potevano semplicemente seguirsi in tandem, disse Ignacio Clerigo, Il responsabile delle operazioni dei veicoli spaziali di CryoSat-2. Anziché, si sono resi conto che potevano aumentare l'altitudine del veicolo spaziale di poco più di mezzo miglio (900 metri), attraverso una serie di 15 bruciature del propulsore temporizzate con precisione, e quindi i due satelliti si sovrapporrebbero ogni 19° orbita di CryoSat-2 e 20° orbita di ICESat-2. Le sovrapposizioni sono per lo più sull'Artico; prossima estate nell'emisfero settentrionale L'ESA potrebbe modificare nuovamente l'orbita con un'altra serie di manovre per concentrarsi sull'Antartico durante l'inverno di quella regione.

"È una sfida, non a causa delle manovre stesse, ma a causa del programma serrato, " Ha detto Clerigo. "Abbiamo attività continuative per due settimane. Ogni passaggio dipende da quello precedente e se qualcosa non va come previsto, dovremo riprogrammare rapidamente per raggiungere l'orbita target".