CryoSat taget til nye højder for isvidenskab

Is spiller en afgørende rolle i at holde jordens klima køligt, men vores hastigt opvarmende verden tager sit præg, og isen er generelt tilbagegang. I mere end 10 år, ESA's CryoSat har returneret kritisk information om, hvordan højden af ​​vores skrøbelige isfelter ændrer sig. Alligevel, for at få endnu bedre indsigt, ESA har brugt de sidste to uger på at skubbe CryoSat ind i en højere bane for at synkronisere den med NASAs ICESat-2, så forskere kan drage fordel af samtidige målinger fra forskellige rumsensorer.

CryoSat bærer en radarhøjdemåler, og NASAs ICESat-2 bærer en laser. Begge instrumenter måler højden af ​​is ved at udsende et signal og timing, hvor lang tid det tager signalet at hoppe af isoverfladen og vende tilbage til satellitten. At kende højden af ​​isen gør det muligt for forskere at beregne dens tykkelse.

Imidlertid, sne kan samle sig oven på isen og kan skjule isens sande tykkelse.

Mens CryoSats radar trænger gennem snelaget og reflekterer tæt fra isen nedenfor, ICESat-2's laser reflekteres fra toppen af ​​snelaget. En blanding af samtidige satellitlaser- og radaraflæsninger betyder, at snedybden kan måles direkte fra rummet for første gang.

At kende dybden af ​​den overliggende sne vil forbedre nøjagtigheden af ​​havisens tykkelsesmålinger og forbedre vores viden om, hvordan sne og is overflader, med forskellige fysiske egenskaber, sprede signalet fra instrumenterne tilbage.

ESA's CryoSat mission manager, Tommaso Parrinello, siger, "Ideen om at få CryoSats kredsløb på linje med NASA's ICESat-2 går nogle år tilbage nu. Det har krævet en del planlægning og er et betydeligt foretagende, noget vi ikke har gjort før.

"At justere CryoSat med ICESat-2 er som at have en satellit med to instrumenter."

ICESat-2 kredser i en højde på omkring 500 km, og CryoSat kredsede tidligere i en højde på omkring 720 km.

To uger siden, Flyoperatører ved ESA's rumfartøjsoperationscenter i Tyskland begyndte forsigtigt at affyre CryoSats thrustere for at hæve dens kredsløb med næsten 1 km for at bringe den i synkronisering med ICESat-2.

Ignacio Clerigo, ESA's CryoSat rumfartøjsdriftsleder, forklaret, "CryoSat kredsløb var meget højere og langsommere end ICESat-2, så vi kunne ikke justere dem ved at lade dem kredse i tandem. I stedet, vi hævede CryoSat med 900 m gennem en serie på 15 præcist timede thrusterforbrændinger. De to satellitter vil nu overlappe hver 19. kredsløb af CryoSat og 20. kredsløb af ICESat-2."

Siden havis flyder i havet, strøm og vind flytter den rundt. Under normale omstændigheder, de to satellitter ville tage målinger over det samme sted med et antal timers mellemrum, så det kunne være anderledes is under deres normale banebaner.

Dr. Parrinello fortsatte, "Ved at hæve CryoSats kredsløb finder vi dette søde sted, hvor de to satellitter hver 1,5 dag vil passere over områder af polarområderne omkring samme tid. Disse få minutter med næsten sammenfaldende målinger vil være nøglen til at studere havis. CryoSat vil forblive i denne kredser nu, indtil missionen er slut."

Josef Aschbacher, ESA's direktør for jordobservationsprogrammer, bemærkede, "At have begge agenturers satellitter justeret i kredsløb er et vidunderligt eksempel på, at vores organisationer arbejder sammen for at bringe større fordele til videnskaben. Disse sammenfaldende målinger bliver meget vigtige for videnskabsmænd, der studerer vores foranderlige verden."

Havisen spiller en vigtig rolle i det globale klima. For eksempel, det hjælper med at opretholde Jordens energibalance, mens det hjælper med at holde polarområderne kølige ved at reflektere indfaldende sollys tilbage i rummet. Det holder også luften kølig ved at danne en isolerende barriere mellem den kolde luft over og det varmere havvand nedenunder.

Denne nye information kan hjælpe med at forbedre klimamodeller, især for Antarktis. De modeller, forskerne i øjeblikket bruger til at måle snedybden, når de beregner havis, fungerer rimeligt godt for Arktis, men mindre for Antarktis.

Det kunne også hjælpe med at tackle den vanskelige opgave at måle havisen om sommeren. I varmere vejr, damme af smeltevand på isen oversvømmer signalet fra CryoSat, men ICESat-2 har præcisionen til at opdage disse damme og skelne mellem dem og pauserne mellem isflager.