NASA havøkosystemmission forbereder sig på at lave bølger

NASAs plankton, Aerosol, Sky, ocean økosystem mission, eller PACE, har med succes bestået sine designanmeldelser og bevæget sig ind i sin konstruktions- og testfase, forbereder sig på at fremme områderne for global hav- og atmosfærisk videnskab, når den lanceres i 2023.

Efter at have bestået sin sidste kritiske designgennemgang i februar 2020 - en streng evaluering af NASAs videnskabs- og ingeniøreksperter for at sikre, at missionen og dens komponenter er sunde, før byggeprocessen påbegyndes - er PACE gået ind i sin integrations- og testfase af udviklingen. En ingeniørtestenhed af sit nøgleinstrument, Ocean Color Instrument (OCI), er under opførelse på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og både instrumentet og rumfartøjet vil snart blive testet under strenge forhold, der simulerer opsendelse og kredsløb.

Missionen har endda en tur låst:SpaceX of Hawthorne, Californien vil levere en Falcon 9 Full Thrust-raket til at sende PACE-rumfartøjet til dets kredsløb 420 miles over Jorden.

"PACE-projektet brugte fem år på at skabe vores missionsdesign, og denne milepæl er et bevis på, at det er troværdigt, " sagde Jeremy Werdell, en oceanograf i Ocean Ecology Laboratory ved NASA Goddard og PACE's projektforsker. "Testversioner af PACE's instrumenter blev evalueret for at understøtte disse kritiske designanmeldelser. At se OCI blive bygget har endelig fået missionen til at føles virkelig. Det er utroligt spændende at se dets design realiseret i hardware, med testresultater, der bekræfter, at den yder endnu bedre end forventet."

Et farverigt synspunkt

PACEs højopløsningsinstrumenter vil se hav- og atmosfærefunktioner i uovertrufne detaljer, når missionen lanceres i 2023. Missionen kombinerer videnskabelige og tekniske fremskridt og bygger på historiske havfarvesensorer fra NASA og andre rumbureauer. Fytoplankton - bittesmå plantelignende organismer og alger, der lever i havet - udgør grundlaget for det marine fødenet og genererer halvdelen af ​​Jordens ilt, så overvågning af deres fordelinger over tid er afgørende for at forstå havets og atmosfærens sundhed. Ved at måle intensiteten af ​​lysfarven, der forlader Jordens havoverflade, PACE vil fange fine detaljer om planktonarter, gavnlige planteplanktonsamfund, der giver næring til fiskeriet, og skadelig algeopblomstring (HAB'er), der kan forgifte dyr og mennesker og forstyrre turismen og kommercielt fiskeri.

"Hvis vi ser på plankton fra kulstofkredsløbets perspektiv, forskellige typer plankton har specifikke roller, " sagde Ivona Cetinić, en oceanograf ved NASA Goddard og PACE's projektleder for biogeokemi. "De tager alle kulstof fra atmosfæren, men nogle bliver spist af andre dyr, mens andre trækker kulstoffet dybt ned i havet. Lige nu, vi ved hvor meget de indtager, og det kan vi sætte ind i vores store modeller, men det er svært at forstå, hvad der sker med kulstof i havet. Med PACE kan vi studere den rolle fytoplankton spiller, hvordan forskellige typer bestemmer, hvilken vej kulstof vil tage, når det kommer ind i havet."

Udover OCI, PACE vil bære to polarimetre:Instrumenter, der måler, hvordan forskellige molekyler og partikler i atmosfæren ændrer oscillationen af ​​lysbølger, der passerer gennem dem. Lysbølger rejser gennem rummet i forskellige vinkler, og disse vinkler ændrer sig, når de rammer partikler og gasser i atmosfæren, eller reflekteres fra Jordens overflade. Mængden og retningen af ​​denne ændring giver fingerpeg om partiklernes sammensætning og størrelse, samt overfladeegenskaber.

Spektro-polarimeteret for planetarisk udforskning (SPEXone) vil blive bygget og overvåget af SRON Netherlands Institute for Space Research og Airbus Defence and Space Netherlands. Hyper-Angular Rainbow Polarimeter #2 (HARP2) er bygget af Earth and Space Institute ved University of Maryland, Baltimore County. Begge disse instrumenter er i stand til at observere Jorden fra flere vinkler samtidigt.

"Når du kigger ud af dit vindue, du kigger måske ned og der er en busk, og den er grøn, men hvis du går udenfor og står ved siden af, det kan se brunt ud, " sagde Andrew Sayer, en atmosfærisk videnskabsmand ved NASA Goddard og PACE's projektleder for atmosfærer. "Fra vinduet, du ser toppen, som er dækket af blade. Fra jorden, du ser bagagerummet, som er brun. Den tilsyneladende farve på noget ændrer sig afhængigt af den vinkel, du ser på det fra. Når du har et instrument med flere vinkler som SPEXone eller HARP2, de kan udlede mere om, hvad de ser på."

PACEs evne til at se hele regnbuen vil sætte en ny standard for havforskere, sagde Werdell.

"Med PACE, NASA og dets partnere bygger et jordobservatorium, der flytter grænserne for rumteknologi og fysik - en satellit til at måle vores hjemmeplanet på måder, som indtil for nylig var utænkelige, " sagde han. "Det vil uden tvivl blive det mest avancerede havfarveinstrument, der nogensinde er bygget - et mesterværk af alle de største ting ved den globale havfarve."