Små satellitter første globale kort over isskyer

Ser man på jorden fra den internationale rumstation, astronauter ser stort, hvide skyer, der spreder sig over planeten. De kan ikke skelne en grå regnsky fra en hævet hvid sky. Mens satellitter kan se gennem mange skyer og estimere den flydende nedbør, de holder, de kan ikke se de mindre ispartikler, der skaber enorme regnskyer.

En eksperimentel lille satellit har fyldt dette hulrum og taget det første globale billede af de små frosne partikler inde i skyer, kaldes normalt isskyer.

Implementeret fra rumstationen i maj 2017, IceCube tester instrumenter for deres evne til at foretage rumbaserede målinger af de små, frosne krystaller, der udgør isskyer. "Kraftige regnskyl stammer fra isskyer, "sagde Dong Wu, IceCube -hovedforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Isskyer starter som små partikler højt i atmosfæren. Absorberende fugt, iskrystallerne vokser og bliver tungere, får dem til at falde til lavere højder. Til sidst, partiklerne bliver så tunge, de falder og smelter for at danne regndråber. Iskrystallerne kan også bare blive i luften.

Som andre skyer, isskyer påvirker Jordens energibudget ved enten at reflektere eller absorbere Solens energi og ved at påvirke emission af varme fra Jorden til rummet. Dermed, isskyer er nøglevariabler i vejr- og klimamodeller.

Dette er et tre måneders gennemsnit af isskyer. De lyseste spidsområder repræsenterer den største koncentration af isskyer. De er også pletterne med kraftig nedbør nedenunder. De når op til toppen af ​​troposfæren fra dyb konvektion, som normalt er stærkest i troperne.

Måling af atmosfærisk is på global skala er stadig meget usikker, fordi satellitter ikke har været i stand til at registrere mængden af ​​små ispartikler inde i skyerne, da disse partikler er for uigennemsigtige til, at infrarøde og synlige sensorer kan trænge igennem. For at overvinde denne begrænsning, IceCube var udstyret med et submillimeter radiometer, der bygger bro mellem den manglende følsomhed mellem infrarød og mikrobølge bølgelængder.

På trods af at den kun vejede 10 kilo og var på størrelse med et brød, IceCube er et bona fide rumfartøj, komplet med tre-akset holdningskontrol, indsættelige solcelleanlæg og en anvendelig UHF -kommunikationsantenne. CubeSat drejer rundt om sin akse, som en tallerken, der snurrer på en stang. Den peger på Jorden for at foretage en måling og ser derefter på det kolde rum for at kalibrere.

Oprindeligt en 30-dages teknologidemonstrationsmission, IceCube er stadig fuldt funktionsdygtig i lav-jord kredsløb næsten et år senere, måling af isskyer og tilvejebringelse af data, der er "gode nok til at lave noget rigtigt videnskab, "Sagde Wu.

"Den hårde del ved udviklingen af ​​CubeSat er at gøre de kommercielle dele holdbare i rummet, "sagde Tom Johnson, Goddards Small Satellite -manager stationeret på NASAs Wallops Flight Facility i Virginia. "Vi købte kommercielle komponenter til IceCube og brugte meget tid på at teste komponenterne for at sikre, at hver del fungerede."

I løbet af det sidste år, ingeniører testede satellitens grænser, mens de var i kredsløb. De ville se, om instrumentets batterier lagrede strøm nok til at køre 24 timer. IceCube oplader sine batterier, når solen skinner på sine solsystemer. Under testen, beskyttelsesforanstaltninger forhindrede satellitten i at miste al sin magt og afslutte missionen; imidlertid, testen lykkedes. Batterierne drev IceCube hele natten og genoplades i løbet af dagen. Denne ændring gjorde CubeSat mere værdifuld til videnskabelig dataindsamling.

Mens IceCube -teamet planlagde, at missionen skulle fungere i 30 dage i rummet, ”Det koster ikke ret meget at holde det i gang, "Sagde Johnson, "så vi forlængede missionen på grund af den fremragende videnskab, IceCube udfører. Vi downloader data otte til ti gange om ugen. Selvom vi går glip af en uge, CubeSat kan indeholde et par ugers data. "

Johnson siger, at han ikke er overrasket over, hvor længe IceCube har varet. "Det vil vare omkring et år, når den vil genindføre Jordens atmosfære og brænde op i. "

IceCube-teamet byggede rumfartøjet ved hjælp af finansiering fra NASA's Earth Science Technology Office's (ESTO) In-Space Validation of Earth Science Technologies (InVEST) -program og NASA's Science Mission Directorate CubeSat Initiative.

Små satellitter, herunder CubeSats, spiller en stadig større rolle i efterforskning, demonstration af teknologi, videnskabelig forskning og uddannelsesundersøgelser på NASA. De er blevet brugt til planetarisk rumforskning, grundlæggende jord- og rumvidenskab, og udvikling af precursor science-instrumenter som banebrydende laserkommunikation, satellit-til-satellit-kommunikation og autonome bevægelsesmuligheder.