OCO-3 klar til at udvide NASAs undersøgelse af kulstof

Når Orbiting Carbon Observatory 3, OCO-3, tager til den internationale rumstation, det vil bringe et nyt syn - bogstaveligt talt - til studier af Jordens kulstofkredsløb.

Fra sin siddeplads på rumstationen, OCO-3 vil observere nær-globale målinger af kuldioxid på land og hav, fra lige efter solopgang til lige før solnedgang. Det gør den langt mere alsidig og kraftfuld end sin forgænger, OCO-2.

"OCO-2 genbesøger områder på Jorden på nogenlunde samme tidspunkt af dagen på grund af dets solsynkrone kredsløb, " sagde Matt Bennett, OCO-3's projektsystemingeniør ved NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. "OCO-3 vil udvide tidsperioden for denne dækning og observere tilstedeværelsen af ​​kuldioxid på forskellige tidspunkter af dagen."

Siden rumstationen kredser om Jorden hvert 90. minut, OCO-3 vil gennemføre 16 gennemløb om dagen.

"Pointen med missionen er at fortsætte arven fra OCO-2, men fra den internationale rumstations perspektiv, " sagde Bennett.

OCO-3 ruminstrumentet er den umiddelbare forgænger for OCO-2, som har studeret kuldioxidfordeling og detektering af emissionshotspots og vulkaner siden 2014.

spejle, Motorer og kortlægningstilstand

OCO-3s nye egenskaber afhænger i høj grad af en innovativ drejelig spejlkonstruktion, som Bennett beskrev som en "meget adræt pegemekanisme."

"Når OCO-2 peger mod et observationsmål, hele rumfartøjet skal rotere, " sagde Bennett. "Da OCO-3 er en 'passager' på rumstationen, vi var nødt til at tilføje pegespejlet til at pege uafhængigt af stationen."

Pegesamlingen bruger to par spejle til at rotere i to komplementære retninger - en parallel med Jordens overflade, den anden vinkelret. Denne opsætning gør det muligt for OCO-3 at pege på stort set hvor som helst inden for synsvidde af rumstationen, men giver den også mulighed for at fange "snapshot-kort - detaljerede minikort over kuldioxid - over områder af interesse.

Denne kortlægningstilstand kan måle emissioner fra kilder lige fra relativt små områder omkring kraftværker til store byområder op til 1, 000 kvadrat miles (2, 590 kvadratkilometer) på kun to minutter. Det betyder, at OCO-3 kan måle hele Los Angeles-bassinet på blot et enkelt gennemløb - en opgave, der ville tage OCO-2 flere dage.

Måling af store byområder er særligt vigtigt for forskere, da omkring 70 % af de samlede fossile brændstoffer kommer fra store byer.

"Disse målrettede målinger vil hjælpe os med at udrede, hvilke kilder til kuldioxid der er i naturen, og hvilke der er menneskeskabte, eller menneskeskabt, " sagde Bennett.

Mens man måler kuldioxid, OCO-3 kan samtidig måle, hvor godt planter udfører fotosyntese ved at måle, hvor meget deres klorofyl "fluorescerer - eller udsender en specifik bølgelængde af lys - mens de oplyses af Solen. Dette vil hjælpe forskere med kulstofcyklus med at observere, hvor godt vegetationen absorberer kuldioxid på jorden, og hvordan den omgivende atmosfære reagerer.

"Vi vil komme til at se, hvordan forskellige kilder til kuldioxid, og dræn – områder, der opsamler kulstof, såsom skove og oceaner – varierer fra dag til dag, efter sæson og årligt, " sagde Bennett.

Da OCO-2 stadig indsamler data, de to missioner vil krydskalibrere ved at måle kulstof i nogle af de samme områder på Jorden, hvilket forbedrer verifikation af data.

JPLs direktør for geovidenskab og teknologi, Diane Evans, nævnte kombinerede observationer fra begge OCO-missioner vil give mere omfattende information om kulstoftilstanden på vores planet.

"De vil føje til den voksende mængde forskning fra flere jordobservationsmissioner, " sagde Evans. "Og at kombinere disse data med datasæt fra andre instrumenter på rumstationen som ECOSTRESS og GEDI vil gøre det muligt at besvare nøglespørgsmål om interaktionerne mellem kulstof- og vandkredsløbet."

Lancering, Ankomst og robotkoreografi

OCO-3-lanceringen er planlagt til 03:59 EDT (12:59 PDT) i maj. Se det live på NASA TV og på nasa.gov/live. Det er et øjeblikkeligt startvindue, så hvis den af ​​en eller anden grund ikke starter på det præcise planlagte tidspunkt, lanceringen skal vente til næste dag.

"Jeg har helt klart rystelser før lanceringen, " sagde Bennett - bestemt ikke den første JPLer, der havde den oplevelse få dage før lanceringen.

OCO-3 er på tur til den internationale rumstation på en Space-X Dragon-kapsel, opsendt på en Falcon 9 raket. To robotarme vil byde velkommen til OCO-3 på stationen:en til at trække OCO-3 ud af kapslens bagagerum, en anden for at få fat i det og installere det på det japanske eksperimentmodul-eksponerede anlægsmodul. Alt dette sker, mens OCO-3 er uden strøm, så det skal monteres før det bliver for koldt. Selvom dette lyder som en neglebider, stationsoperatørerne har med succes udført denne omhyggeligt udformede robotkoreografi for adskillige nyttelaster i løbet af de sidste par år.

Som høflige husgæster, OCO-3 og dets team vil følge visse "husregler" for rumstationen. For eksempel, når forsyningsmissioner fra Jorden ankommer for at aflevere væsentlige ting og videnskabelige eksperimenter til astronauterne, OCO-3 vil "holde en pause" under dockingsprocessen og rulle med det - bogstaveligt talt, når stationen roterer til forskellige holdninger, inklusive, Bennett bemærkede, "mave op, uden udsyn til instrumentet." Instrumentet skal også pege rundt om stationens solpaneler. Og selvfølgelig, nogle gange er astronauterne på stationen nødt til at udføre en EVA - en ekstravehikulær aktivitet, alias en rumvandring. OCO-3 vil slukke for EVA'er udført i nærheden for at holde astronauterne sikre fra den bevægelige pegemekanisme og højspændingsudstyr.

Bennett siger, selvom disse faktorer giver nye udfordringer for OCO-3-teamet, han og hans kolleger er spændte på at se, hvordan dette "rum med udsigt" og instrumentets drejelige spejle giver ny indsigt i Jordens kulstofkredsløb.