NASAs små satellitter vil se et nyt kig på Jorden

Fra denne måned, NASA lancerer en pakke med seks næste generation, Jordobservation af små satellitmissioner for at demonstrere innovative nye metoder til at studere vores planet i forandring.

Disse små satellitter spænder i størrelse fra et brød til en lille vaskemaskine og vejer fra et par til 400 pounds (180 kg). Deres lille størrelse holder udviklings- og lanceringsomkostninger nede, da de ofte kører en tur i rummet som en "sekundær nyttelast" på en anden missions raket - hvilket giver en økonomisk vej til at teste nye teknologier og udføre videnskab.

"NASA bruger i stigende grad små satellitter til at tackle vigtige videnskabelige problemer på tværs af vores missionsportefølje, "sagde Thomas Zurbuchen, associeret administrator af NASA's Science Mission Directorate i Washington. "De giver os også mulighed for at afprøve nye teknologiske innovationer i rummet og udvide deltagelse af studerende og forskere for at få praktisk erfaring med rumsystemer."

Små-satellitteknologi har ført til innovationer i, hvordan forskere griber jordobservationer fra rummet. Disse nye missioner, fem af dem er planlagt til at blive lanceret i løbet af de næste flere måneder, vil debutere nye metoder til måling af orkaner, Jordens energibudget, aerosoler og vejr.

"NASA udvider små satellitteknologier og bruger billige, små satellitter, miniaturiserede instrumenter, og robuste konstellationer for at fremme jordvidenskab og give samfundsmæssig fordel gennem applikationer, "sagde Michael Freilich, direktør for NASAs Earth Science Division i Washington.

Fire CubeSats i tre lanceringer

Planlagt til lancering i denne måned, RAVAN, Radiometervurderingen ved hjælp af lodret justerede nanorør, er en CubeSat, der vil demonstrere ny teknologi til at opdage små ændringer i Jordens energibudget øverst i atmosfæren - væsentlige målinger for at forstå drivhusgaseffekter på klimaet. RAVAN ledes af Bill Swartz ved Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland.

I foråret 2017, to CubeSats er planlagt til at starte til den internationale rumstation for et detaljeret kig på skyer. Data fra satellitterne hjælper med at forbedre forskernes evne til at studere og forstå skyer og deres rolle i klima og vejr.

Isterning, udviklet af Dong Wu på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, vil bruge en ny, miniature, højfrekvent mikrobølgeradiometer til måling af skyis. HARPE, Hyper-Angular Rainbow Polarimeter, udviklet af Vanderlei Martins ved University of Maryland Baltimore County i Baltimore, vil måle luftbårne partikler og fordelingen af ​​skydråbestørrelser med en ny metode, der ser på et mål fra flere perspektiver.

I begyndelsen af ​​2017, MiRaTA-Microwave Radiometer Technology Acceleration mission-er planlagt til at starte i rummet med National Oceanic and Atmospheric Administration's Joint Polar Satellite System-1. MiRaTA pakker mange af en stor vejrsatellits muligheder ind i et rumfartøj på størrelse med en skokasse, ifølge hovedforsker Kerri Cahoy fra Massachusetts Institute of Technology i Cambridge. MiRaTAs miniaturesensorer indsamler data om temperatur, vanddamp og sky -is, der kan bruges i vejrudsigter og stormsporing.

RAVAN, HARPE, IceCube og MiRaTA CubeSat -missioner finansieres og administreres af NASAs Earth Science Technology Office (ESTO) i Earth Science Division. ESTO støtter teknologer på NASA -centre, industri og akademi til at udvikle og forfine nye metoder til at observere Jorden fra rummet, fra informationssystemer til nye komponenter og instrumenter.

"Overkommelige priser og hurtige byggetider for disse CubeSat -projekter giver mulighed for at tage større risiko, og jo mere risiko vi tager nu, desto mere dygtige og pålidelige vil instrumenterne være i fremtiden, "sagde Pamela Millar, ESTO -flyvervalideringsledning. "Disse små satellitter ændrer den måde, vi tænker på at lave instrumenter og målinger. Terningen har inspireret os til at tænke mere uden for boksen."

To små-satellitkonstellationer

NASAs tidlige investering i disse nye jordobservationsteknologier er modnet til at producere to robuste videnskabsmissioner, den første er sat til at blive lanceret i december.

CYGNSS - cyklonen, Global Navigation Satellite System - vil være NASAs første jordvidenskabelige lille satellitkonstellation. Otte identiske satellitter flyver i formation for at måle vindintensiteten over havet, giver ny indsigt i tropiske cykloner. Dens nye tilgang bruger refleksioner fra GPS-signaler fra havoverfladen til at overvåge overfladevind og luft-hav-interaktioner i hurtigt udviklede cykloner, orkaner og tyfoner i troperne. CYGNSS, ledet af Chris Ruf ved University of Michigan, Ann Arbor, er målrettet til lancering den 12. december fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida. Derek Posselt fra NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, er viceforstanderens efterforsker.

Tidligere på året annoncerede NASA starten på en ny mission for at studere indersiden af ​​orkaner med en konstellation af 12 CubeSats. TROPICS-de tidsopløste observationer af nedbørsstruktur og stormintensitet med en konstellation af smallsats-vil bruge radiometerinstrumenter baseret på MiRaTA CubeSat, der vil foretage hyppige målinger af temperatur- og vanddampprofiler gennem individuelle stormes livscyklus. William Blackwell ved Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory i Lexington leder missionen.

CYGNSS og TROPICS havde begge fordel af tidlige investeringer i ESTO -teknologi. Disse Earth Venture -missioner er små, målrettede videnskabelige undersøgelser, der supplerer NASAs større jordforskningsmissioner. Den hurtigt udviklede, omkostningsbegrænsede Earth Venture-projekter er konkurrencedygtigt udvalgt og finansieret af NASAs Earth System Science Pathfinder-program inden for Earth Science Division.

Små rumfartøjer og satellitter hjælper NASA med at fremme videnskabelig og menneskelig udforskning, reducere omkostningerne ved nye rummissioner, og udvide adgangen til rummet. Gennem teknologisk innovation, små satellitter muliggør helt nye arkitekturer til en lang række aktiviteter i rummet med potentiale for eksponentielle spring inden for transformativ videnskab.