Il ghiaccio marino svolge un ruolo importante nel clima globale. Per esempio, aiuta a mantenere l'equilibrio energetico della Terra mentre aiuta a mantenere fresche le regioni polari riflettendo la luce solare incidente nello spazio. Inoltre mantiene l'aria fresca formando una barriera isolante tra l'aria fredda sopra e l'acqua dell'oceano più calda sotto. Credito:J. Harbeck/IceBridge
Il ghiaccio svolge un ruolo fondamentale nel mantenere fresco il clima della Terra, ma il nostro mondo in rapido riscaldamento sta prendendo il sopravvento e il ghiaccio è in generale declino. Da più di 10 anni, Il CryoSat dell'ESA ha restituito informazioni critiche su come sta cambiando l'altezza dei nostri fragili campi di ghiaccio. Tuttavia, per avere una visione ancora migliore, L'ESA ha trascorso le ultime due settimane a spingere CryoSat in un'orbita più alta per sincronizzarlo con ICESat-2 della NASA in modo che gli scienziati possano beneficiare di misurazioni simultanee da diversi sensori spaziali.
CryoSat trasporta un altimetro radar e ICESat-2 della NASA trasporta un laser. Entrambi gli strumenti misurano l'altezza del ghiaccio emettendo un segnale e calcolando quanto tempo impiega il segnale a rimbalzare sulla superficie del ghiaccio e tornare al satellite. Conoscere l'altezza del ghiaccio consente agli scienziati di calcolarne lo spessore.
Però, la neve può accumularsi sopra il ghiaccio e può nascondere il vero spessore del ghiaccio.
Mentre il radar di CryoSat penetra attraverso lo strato di neve e si riflette da vicino sul ghiaccio sottostante, Il laser di ICESat-2 si riflette sulla parte superiore dello strato di neve. La combinazione di letture laser e radar satellitari simultanee significa che l'altezza della neve può essere misurata direttamente dallo spazio per la prima volta.
Conoscere la profondità della neve sovrastante migliorerà l'accuratezza delle misurazioni dello spessore del ghiaccio marino e migliorerà la nostra conoscenza di come la neve e il ghiaccio affiorano, con proprietà fisiche diverse, disperdere il segnale dagli strumenti.
Il responsabile della missione CryoSat dell'ESA, Tommaso Parrinello, dice, "L'idea di avere l'orbita di CryoSat allineata con quella di ICESat-2 della NASA risale a qualche anno fa. Ha richiesto molta pianificazione ed è un'impresa significativa, qualcosa che non abbiamo fatto prima.
"Allineare CryoSat con ICESat-2 è come avere un satellite con due strumenti."
ICESat-2 orbita a un'altitudine di circa 500 km e CryoSat orbitava a un'altitudine di circa 720 km.
Due settimane fa, gli operatori di volo presso il centro operativo dei veicoli spaziali dell'ESA in Germania hanno iniziato a sparare delicatamente i propulsori di CryoSat per alzare la sua orbita di quasi 1 km per portarla in sincronia con ICESat-2.
Ignacio Clerigo, Il responsabile delle operazioni del veicolo spaziale CryoSat dell'ESA, spiegato, "L'orbita di CryoSat era molto più alta e più lenta di quella di ICESat-2, quindi non potevamo allinearli facendoli orbitare in tandem. Anziché, abbiamo alzato CryoSat di 900 m attraverso una serie di 15 bruciature del propulsore temporizzate con precisione. I due satelliti ora si sovrapporranno ogni 19° orbita di CryoSat e 20° orbita di ICESat-2".
Poiché il ghiaccio marino galleggia nell'oceano, le correnti e il vento lo spostano. In circostanze normali, i due satelliti effettueranno misurazioni sulla stessa posizione a un certo numero di ore di distanza, quindi potrebbe essere ghiaccio diverso sotto i loro normali percorsi orbitali.
La missione Earth Explorer CryoSat dell'ESA è dedicata al monitoraggio preciso dei cambiamenti nello spessore del ghiaccio marino che galleggia negli oceani polari e delle variazioni nello spessore delle vaste calotte glaciali che ricoprono la Groenlandia e l'Antartide. Il satellite vola a un'altitudine di poco più di 700 km , raggiungendo latitudini di 88° nord e sud, per massimizzare la sua copertura dei pali. Il suo carico utile principale è uno strumento chiamato Altimetro Radar Interferometrico ad Apertura Sintetica (SIRAL). I precedenti altimetri radar erano stati ottimizzati per operazioni sull'oceano e sulla terra, ma SIRAL è il primo sensore del suo genere progettato per il ghiaccio, misurare i cambiamenti ai margini di vaste calotte glaciali e ghiaccio galleggiante negli oceani polari. Credito:ESA/AOES Medialab
ICESat-2 della NASA (abbreviazione di Ice, Cloud and land Elevation Satellite) utilizza laser e uno strumento di rilevamento molto preciso per misurare l'elevazione della superficie terrestre. Calcolando il tempo impiegato dai raggi laser per viaggiare dal satellite alla Terra e ritorno, gli scienziati possono calcolare l'altezza dei ghiacciai, mare ghiacciato, foreste, laghi e altro ancora, comprese le mutevoli calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide. Credito:NASA Goddard Flight Center
Il dottor Parrinello ha continuato, "Alzando l'orbita di CryoSat troviamo questo punto debole in cui ogni 1,5 giorni i due satelliti passeranno su aree delle regioni polari all'incirca nello stesso momento. Questi pochi minuti di misurazioni quasi coincidenti saranno fondamentali per studiare il ghiaccio marino. CryoSat rimarrà in questo orbitare ora fino al termine della missione."
Josef Aschbacher, Direttore dei programmi di osservazione della Terra dell'ESA, osservato, "Avere i satelliti di entrambe le agenzie allineati in orbita è un meraviglioso esempio delle nostre organizzazioni che lavorano insieme per portare maggiori benefici alla scienza. Queste misurazioni coincidenti saranno molto importanti per gli scienziati che studiano il nostro mondo che cambia".
Il ghiaccio marino svolge un ruolo importante nel clima globale. Per esempio, aiuta a mantenere l'equilibrio energetico della Terra mentre aiuta a mantenere fresche le regioni polari riflettendo la luce solare incidente nello spazio. Inoltre mantiene l'aria fresca formando una barriera isolante tra l'aria fredda sopra e l'acqua dell'oceano più calda sotto.
Queste nuove informazioni potrebbero aiutare a migliorare i modelli climatici, in particolare per l'Antartide. I modelli attualmente utilizzati dagli scienziati per misurare la profondità della neve durante il calcolo del ghiaccio marino funzionano abbastanza bene per l'Artico, ma meno per l'Antartico.
Potrebbe anche aiutare ad affrontare il difficile compito di misurare il ghiaccio marino in estate. Nella stagione più calda, stagni di acqua di disgelo sul ghiaccio inondano il segnale di CryoSat, ma ICESat-2 ha la precisione di rilevare questi stagni e distinguere tra loro e le interruzioni tra banchi di ghiaccio.
