Pathfinder-satellit baner vej for konstellationen af ​​tropiske stormobservatører

Atlanterhavets orkansæson 2020 var en af ​​de mest brutale nogensinde, producerer en hidtil uset 30 navngivne storme. Hvad mere er, en rekordstor 10 af disse storme blev karakteriseret som hurtigt intensiverende-nogle droppede op med 100 miles i timen på under to dage.

For at bringe flere data til forudsigere og have en mere konsekvent vagt over Jordens tropiske bælte, hvor disse storme dannes, NASA har lanceret en testsatellit, eller stifinder, foran en konstellation af seks vejrsatellitter kaldet TROPICS (Time-Resolved Observations of Precipitation structure and storm Intensity with a Constellation of Smallsats). Planlagt til lancering i 2022, TROPICS-satellitterne vil arbejde sammen om at levere mikrobølgeobservationer nær en time af en storms nedbør, temperatur, og fugtighed - en genbesøgstid for disse målinger, der i øjeblikket ikke er mulig med andre satellitter.

"Som en livslang Floridian, Jeg har på egen hånd set den ødelæggende indvirkning, orkaner kan have på vores lokalsamfund. Og da klimaforandringerne gør orkaner endnu stærkere, det er vigtigere end nogensinde, at NASA og vores partnere investerer i missioner som TROPICS for bedre at spore og forstå ekstremt vejr, "sagde NASA -administrator Bill Nelson." NASAs innovation styrker datamodeller, der hjælper forskere med at forbedre stormprognoser og forstå de faktorer, der fodrer disse monsterstorme. TROPICS vil hjælpe med at gøre netop det, og vi ser frem til næste års lancering af TROPICS -satellitkonstellationen. "

"TROPICS er begyndelsen på en ny æra. Denne mission vil være blandt de første til at bruge en konstellation af små satellitter til disse typer af globale, hurtig tilbagevendende udsigt over tropiske storme, "sagde Scott Braun, projektforsker TROPICS og en meteorolog ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Da tropiske cykloner og orkaner kan ændre sig hurtigt, når de rejser over havet, de øgede observationer fra TROPICS -satellitterne vil ikke kun fremme videnskaben om at forstå stormintensitet, de kan også forbedre intensitetsprognoser.

"Projektet har et stort løfte om at øge NOAAs stadige forbedringer i vejr- og orkanprognoser ved at indføre nye miljødata i vores numeriske vejrudsigtsmodeller i verdensklasse, "sagde Frank Marks, direktør for orkanforskningsafdelingen ved NOAA's Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory. Efter at alle seks satellitter blev opsendt og placeret i 2022, "denne nye konstellation vil give højfrekvente temperatur- og fugtighedsundersøgelser, når vi søger at lære, hvordan orkaner interagerer med den omgivende temperatur og fugtmiljø - nøgledata, der kan forbedre orkanintensitetsprognoser."

Et kritisk skridt til at forberede konstellationen er opsendelsen af ​​en stifinder -satellit, en syvende identisk kopi af TROPICS smallsats, der vil muliggøre fuld test af teknologien, kommunikationssystemer, databehandling, og datastrøm til applikationsbrugere forud for konstellationens lancering. Dette vil give tid til justeringer af grundsystemet og dataprodukter, hjælpe med at sikre succesen med TROPICS -missionen.

"TROPICS Pathfinder -satellitten ligner en screening før åbningen af ​​et stort show, "sagde Nicholas Zorn, Pathfinder -programlederen fra MIT Lincoln Laboratory. "Dens mission er en virkelig verden, ende-til-ende test, fra miljøverifikation gennem integration, lancering, jordkommunikation, idriftsættelse, kalibrering, operationer, og videnskabelig databehandling. Alle forbedringsområder, der identificeres undervejs, kan forstærkes, før stjernebilledet starter. "

MIT Lincoln Laboratory's William Blackwell er TROPICS hovedforsker. For seks år siden, han forelagde TROPICS som et forslag til NASAs Earth Venture Instrument -konkurrenceserie og blev tildelt finansiering. Earth Venture Instrument -programmet kræver innovative, videnskabeligt drevet, omkostningseffektive missioner for at løse presserende spørgsmål i forbindelse med jordvidenskab.

Ombord på hver TROPICS lille satellit er et instrument kaldet et mikrobølgeradiometer, som registrerer temperatur, fugtighed, og nedbør i atmosfæren. På aktuelle vejrsatellitter, mikrobølgeradiometre er på størrelse med en vaskemaskine. På TROPICS 'små satellitter er radiometrene omtrent på størrelse med et kaffekrus.

Mikrobølgeradiometre virker ved at detektere den termiske stråling, der naturligt udsendes af ilt og vanddamp i luften. TROPICS -instrumentet måler disse emissioner via en antenne, der snurrer i den ene ende af satellitten. Antennen lytter ind på 12 mikrobølge kanaler mellem 90 og 205 gigahertz, hvor de relevante emissionssignaler er stærkest. Disse kanaler fanger signaler i forskellige højder i det laveste lag af atmosfæren, eller troposfæren, hvor det meste vejr, vi oplever, forekommer.

Ved at flyve TROPICS -radiometrene i lavere højde og registrere færre kanaler end deres større modstykker, i de kanaler, de bærer, radiometrene leverer sammenlignelig ydeevne.

Miniaturisering af mikrobølgeradiometeret har været en trinvis proces i løbet af de sidste 10 år for Blackwell og hans team, ansporet af opfindelsen af ​​CubeSats, satellitter på størrelse med et brød, der ofte er økonomiske at lancere. TROPICS bygger på Blackwell og hans teams succes i 2018 med at lancere det første mikrobølgeradiometer på en CubeSat for at indsamle atmosfæriske profildata. Instrumentet ombord på TROPICS 'seks satellitter er blevet opgraderet til at give forbedret følsomhed, opløsning og pålidelighed og vil foretage mere målrettede og hurtige vejrobservationer.

"Disse storme påvirker mange mennesker, og vi forventer, at med de øgede observationer over en enkelt storm fra TROPICS, vi vil kunne forbedre prognoser, hvilket oversætter til at hjælpe folk med at komme hurtigere i sikkerhed, beskytte ejendom, og generelt forbedre den nationale økonomi, "Blackwell siger, ser frem til den fulde konstellationslancering næste år. "Det er fantastisk teknologi, som vi har bevist, der giver os mulighed for at maksimere videnskaben ud fra instrumentets størrelsesfaktor. At trække dette ud har taget bidrag fra så mange mennesker."