NASA opsender seks små satellitter for at overvåge og studere tropiske cykloner

NASA opsender de første to af seks små satellitter tidligst den 12. juni for at studere dannelsen og udviklingen af ​​tropiske cykloner næsten hver time - omkring fire til seks gange oftere, end det er muligt med nuværende satellitter. Dette er den første af tre CubeSat-opsendelser til NASAs tidsopløste observationer af nedbørsstruktur og stormintensitet med en Constellation of Smallsats (TROPICS) mission. De resterende satellitter vil blive placeret i deres kredsløb under to efterfølgende opsendelser i år. Hvis det lykkes, vil TROPICS-satellitterne blive spredt over tre kredsløbsplaner for at dække mere af kloden oftere.

"TROPICS vil give os meget hyppige visninger af tropiske cykloner, give indsigt i deres dannelse, intensivering og interaktioner med deres miljø og levere kritiske data til stormovervågning og prognoser," sagde Scott Braun, forskningsmeteorolog ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt , Maryland.

Samlet besøger vejrsatellitterne i øjeblikket i lav kredsløb om Jorden – såsom NOAA-20, den fælles NASA og National Oceanic and Atmospheric Administration Suomi NPP-satellit og andre fra NASAs partnere – en storm en gang hver fjerde til sjette time. "Så vi mangler meget af det, der sker i stormen," forklarede Bill Blackwell, hovedefterforsker for TROPICS-missionen og forsker ved Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory i Lexington, Massachusetts. TROPICS-konstellationen vil give forskerne hyppigere opdateringer og supplere de data, der er indsamlet af eksisterende vejrsatellitter med lavt kredsløb om Jorden, og give forskerne mulighed for at se hver storm fra start til slut.

Tre opsendelser vil placere de seks satellitter i par på tværs af tre lidt forskellige lave jordbaner, alle i en vinkel tæt på 30 grader over ækvator. Dette vil maksimere den tid, satellitterne bruger på at passere over den del af Jorden, hvor de fleste tropiske cykloner dannes - et vandret bånd, der strækker sig fra omkring den midtatlantiske region i USA til Australiens sydlige kyst, omtrent mellem 38 grader nord og sydlige breddegrader. Ideelt set vil en af ​​TROPICS-satellitterne passere ethvert givet område inden for det bånd cirka en gang i timen.

Alt stof – inklusive vanddamp, ilt og skyer i atmosfæren – udsender energi som varme og lys, et fænomen kendt som Plancks lov. Hver af TROPICS-satellitterne har et instrument kaldet et mikrobølgeradiometer, der måler disse atmosfæriske emissioner. Sensorerne foretager passive målinger svarende til dem, der er foretaget af Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS) instrumenter på nuværende vejrsatellitter i lavt kredsløb om Jorden.

Mikrobølgeradiometeret ombord på hver TROPICS-satellit måler mikrobølgefrekvenser fra omkring 90 til 205 gigahertz. Disse frekvenser fortæller videnskabsmænd om temperatur, nedbør, fugt og andre karakteristika ved stormen og den omgivende atmosfære. Mængden af ​​varme og lys – eller udstråling – ved disse frekvenser kommer fra forskellige højder, hvilket gør det muligt for TROPICS-satellitterne at skabe tredimensionelle billeder af cyklonernes omgivelser. De frekvenser, TROPICS bruger, er også meget følsomme over for karakteristika ved is og skyer, hvilket vil hjælpe meteorologer med at studere, hvordan tropiske cykloner udvikler sig og intensiveres. TROPICS' frekvenser er dog mindre følsomme over for temperatur og fugt under skyerne - noget ATMS-instrumenterne ombord på NOAA-20 og Suomi-NPP-satellitterne udmærker sig ved. Sammen vil dataene fra TROPICS og aktuelle vejrsatellitter hjælpe videnskabsmænd med at forbedre deres forståelse af tropiske cykloner.

"Med TROPICS-konstellationen vil vi have meget hyppigere observationer af tropiske cykloner og i bølgelængder, der kan hjælpe os med at forstå termodynamisk struktur i øjet og i stormmiljøet," sagde Blackwell.

Hvis alt går efter planen, vil de seks TROPICS-satellitter slutte sig til TROPICS Pathfinder-satellitten, en proof-of-concept CubeSat, der blev opsendt i juni 2021. Siden da har stifinderen taget billeder af flere tropiske cykloner, såsom orkanen Ida over USA, cyklonen Batsirai over Madagaskar og supertyfonen Mindulle over det østlige Japan. Pathfinder-satellitten har også givet TROPICS-forskerholdet mulighed for at finjustere satellitternes software og operationelle procedurer, før konstellationen lanceres. Desuden er stifinderen allerede blevet kalibreret og vil kunne tjene som kalibreringsreference for resten af ​​TROPICS-satellitterne. Det ville hjælpe TROPICS CubeSats med at begynde at producere nyttige data hurtigt.

"TROPICS-teamet er super spændte på at få konstellationen op at køre, især efter stifinderens succes," sagde Blackwell. + Udforsk yderligere

NASAs TROPICS Pathfinder-satellit producerer globale første lysbilleder og fanger orkanen Ida