SAGE III giver meget nøjagtige målinger af atmosfæriske gasser

Den Internationale Rumstation (ISS) får snart et vigtigt værktøj, der er i stand til at udføre meget nøjagtige målinger af aerosoler og gasformige bestanddele i stratosfæren og troposfæren. Stratosfærisk aerosol- og gaseksperiment III (SAGE III) vil undersøge ozon, aerosoler, vanddamp, og andre atmosfæriske gasser for bedre at forstå virkningerne af naturlige og menneskeskabte ændringer på det globale miljø.

SAGE III var oprindeligt planlagt til opsendelse til ISS ombord på SpaceX Dragon fragtfartøjet i november 2016 på toppen af ​​en Falcon 9 løfteraket. Missionen, betegnet CRS-10, skulle løftes fra Cape Canaveral Air Force Stations (CCAFS) Space Launch Complex 40. den blev udskudt flere gange og er i øjeblikket målrettet til lancering den 8. februar, 2017 fra Launch Complex 39A. Forsinkelserne var tvunget frem af en afventende undersøgelse af eksplosionen den 1. september på opsendelsesstedet, da en Falcon 9 raket blev ødelagt under en statisk brandtest før affyring.

SAGE III-instrumentet blev leveret fra NASAs Langley Research Center til NASA Kennedy Space Center (KSC) i november 2015 og er nu helt klar til opsendelse.

"Den sidste drevne test blev afsluttet på KSC Space Station Processing Facility i løbet af det sidste år, og i december 2016, instrumentets nyttelast og Nadir-visningsplatformen blev overdraget til SpaceX til installation i Falcon 9-rakettens Dragon Trunk. Det integrerede bagagerum afventer nu lancering, " Marilee M. Roell, SAGE III Science Manager ved NASAs Langley Research Center fortalte SpaceFlight Insider.

Roell tilføjede, at alt teknisk arbejde er afsluttet med undtagelse af nogle få dele, der skal fjernes før flyvningen. Selvom der er planlagt et par pre-lancering anmeldelser, alle foreløbige missionsoperationer er allerede afsluttet.

"Holdet er godt indøvet, og vi er klar til at støtte missionen efter lanceringen, " sagde Roell.

Efter ankomst til ISS, SAGE III vil blive monteret eksternt på stationen på Expedite the Processing of Experiments to Space Station (ExPRESS) Pallet Adapter (ExPA) til Express Logistic Carrier (ELC). Instrumentet vil kredse mellem 239 og 257 miles (385 og 415 kilometer) over Jordens overflade ved en 51,6 graders hældning med næsten en tre-dages gentagelsescyklus. Stationens kredsløb forventes at hjælpe med at maksimere den videnskabelige værdi af SAGE III-observationer og samtidig bevise, at atmosfæriske videnskabelige instrumenter har en plads på orbitalaboratoriet.

For at opfylde sine videnskabelige mål, SAGE III er udstyret med et sæt værktøjer med en samlet masse på ca. 162 lbs. (527 kg). Dens vigtigste nyttelast er Sensor Assembly (SA)-instrumentet - et gitterspektrometer, der måler ultraviolet og synligt lys og har et to-akset pegesystem. SA indeholder Charge Coupled Device (CCD) array-detektoren, der forbedrer måleevnen og kan give mulighed for nye eksperimentelle dataprodukter som metan, brommonoxid, og jodmonoxid, samt måle større aerosoler.

SAGE III er også udstyret med Interface Adapter Module (IAM), Disturbance Monitoring Package (DMP), Hexapod Pointing System (Hexapod Electronics Unit og Hexapod Mechanical Assembly), og Instrument Control Electronics-boksen. IAM er karakteriseret som "hjernen" af instrumentets nyttelast, leverer strøm og databehandling til nyttelasten og fungerer som grænsefladen mellem instrumentet og stationen. DMP er en miniature inertimåleenhed, der vil måle alle de små bevægelser fra ISS, mens Hexapod Pointing System vil fungere som "benene" af nyttelasten, som holder instrumentet niveau i kredsløb.

Det vigtigste videnskabelige mål for SAGE III-missionen vil være at opnå høj kvalitet, globale målinger af nøglekomponenter i Jordens atmosfære. I særdeleshed, instrumentet vil vurdere genopretningstilstanden i fordelingen af ​​ozon og vil genetablere de aerosolmålinger, der er nødvendige for både klima- og ozonmodeller. Missionen forventes at få yderligere indsigt i nøgleprocesser, der bidrager til ozon- og aerosolvariabilitet.

"Vores udsigt fra rumstationen vil give os et nyt perspektiv på atmosfærisk sammensætning. Data fra SAGE III, kombineret med modelresultater, vil give videnskabsfolk mulighed for at overvåge ozonlagets sundhed og spore genopretningen af ​​stratosfærisk ozon siden ratificeringen af ​​Montreal-protokollen. I 2020'erne - i de fleste områder - forudsiger modeller, at ozon vil have genvundet omkring halvdelen af ​​den tabte mængde fra niveauerne før 1980. SAGE III vil være værdifuld til at vurdere ydeevnen af ​​Ozone Mapping and Profiler Suite, der flyver på Suomi National Polar-Orbiting Partnership-satellitten, " sagde Roell.

Data fra SAGE III vil også hjælpe med at genoprette aerosolmålinger, der er afgørende for mere nøjagtige langsigtede klima- og ozonmodeller. I øvrigt, hvis der er nye ændringer i ozonlaget, disse data vil hjælpe det videnskabelige samfund med at identificere årsagen og vurdere virkningen af ​​ændringerne.

Forståelse af de stratosfæriske ozonændringer er afgørende for at afgøre, om genopretningen af ​​ozonlaget skrider frem som forventet, siden Montreal-protokollen blev vedtaget.

"Vi forventer at se en vis bedring, baseret på modeldata, i mængden af ​​stratosfærisk ozon siden 1990'erne. Vi vil også se på, om der er nye ændringer i stratosfæren, " bemærkede Roell.

Instrumentet, der vil blive installeret på ISS, er den anden SAGE III sendt ud i rummet. Den første SAGE III blev opsendt på det russiske Meteor-3M rumfartøj i december 2001. SAGE er en af ​​NASA Langleys længst kørende jordvidenskabelige missioner. Ideen til instrumentet, begyndende i 1970'erne med instrumentet Stratospheric Aerosol Measurement (SAM), blev udviklet og testet hos Langley.

"SAM, samt SAM II, SAGE, SAGE II, SAGE III Meteor-3M og nu SAGE III/ISS er alle blevet ledet af Langley. Dette seneste projekt inkluderede også Nadir Viewing Platform for at pege SAGE i den rigtige retning, samt anden ny hardware og software, alt sammen designet, bygget, integreret, og testet hos Langley, " sagde Roell.

SAGE III på ISS vil blive betjent fra Flight Mission Support Center i Langley. Ball Aerospace &Technologies Corp. byggede SAGE III/ISS instrumentet i Boulder, Colorado, og European Space Agency og Thales Alenia Space stillede en hexapod til rådighed for at holde instrumentet pegende i den rigtige retning, mens ISS manøvrerer i rummet.