NASAs CloudSat afslutter missionen med at kigge ind i hjertet af skyer

CloudSat, en NASA-mission, der kiggede ind i orkaner, målte globale snefaldsrater og opnåede andre vejr- og klimanyheder, har afsluttet sin operation. Oprindeligt foreslået som en 22-måneders mission, blev rumfartøjet for nylig taget ud af drift efter næsten 18 år at have observeret den lodrette struktur og is/vandindholdet i skyer.

Som planlagt blev rumfartøjet – efter at have nået slutningen af ​​sin levetid og ikke længere i stand til at foretage regelmæssige observationer – sænket ned i en bane i sidste måned, som vil resultere i dets endelige opløsning i atmosfæren.

Da missionens Cloud Profiling Radar blev opsendt i 2006, var den første nogensinde 94 GHz bølgelængde (W-bånd) radar, der fløj i rummet. Tusind gange mere følsom end typiske jordbaserede vejrradarer, gav den en ny vision af skyer – ikke som flade billeder på en skærm, men som 3D-stykker af atmosfære, der stritter med is og regn.

For første gang kunne forskere observere skyer og nedbør sammen, sagde Graeme Stephens, missionens hovedefterforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien.

"Uden skyer ville mennesker ikke eksistere, fordi de giver det ferskvand, som livet, som vi kender det, kræver," sagde han. "Vi omtaler nogle gange dem som kloge små djævle på grund af deres forvirrende egenskaber. Skyer har været en gåde i forhold til at forudsige klimaændringer."

Skyer har længe haft mange hemmeligheder. Før CloudSat vidste vi ikke, hvor ofte skyer producerer regn og sne på global basis. Siden lanceringen er vi også kommet langt med at forstå, hvordan skyer er i stand til at afkøle og opvarme atmosfæren og overfladen, samt hvordan de kan forårsage ising af fly.

CloudSat-data har informeret tusindvis af forskningspublikationer og hjælper fortsat forskere med at gøre vigtige opdagelser, herunder hvor meget is og vand skyer indeholder globalt, og hvordan skyer ved at fange varme i atmosfæren accelererer smeltningen af ​​is i Grønland og ved polerne.

Vitværer stormen

I årenes løb fløj CloudSat over kraftige stormsystemer med navne som Maria, Harvey og Sandy og kiggede under deres hvirvlende baldakiner af cirrusskyer. Dens Cloud Profiling Radar udmærkede sig ved at penetrere skylag for at hjælpe forskere med at udforske, hvordan og hvorfor tropiske cykloner intensiveres.

I løbet af CloudSats levetid opstod der adskillige potentielt afsluttende problemer relateret til rumfartøjets batteri og reaktionshjulene, der blev brugt til at styre satellittens orientering. CloudSat-teamet udviklede unikke løsninger, herunder at "dvale" rumfartøjet under dele af hvert kredsløb uden dagslys for at spare strøm og orientere det med færre reaktionshjul. Deres løsninger gjorde det muligt at fortsætte driften, indtil Cloud Profiling Radar blev permanent slukket i december 2023.

"Det er en del af, hvem vi er som en NASA-familie, at vi har dedikerede og talentfulde teams, der kan gøre ting, som aldrig før er blevet gjort," siger Deborah Vane, CloudSats projektleder hos JPL. "Vi kom os over disse anomalier med teknikker, som ingen nogensinde har brugt før."

Søstersatellitter

CloudSat blev opsendt den 28. april 2006 sammen med en lidar-bærende satellit kaldet CALIPSO (en forkortelse for Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation). De to rumfartøjer sluttede sig til en international konstellation af vejr- og klimasporingssatellitter i kredsløb om Jorden.

Radar og lidar betragtes som "aktive" sensorer, fordi de retter energistråler mod Jorden - radiobølger i tilfælde af CloudSat og laserlys i tilfælde af CALIPSO - og måler, hvordan strålerne reflekteres fra skyerne og fine partikler (aerosoler) i atmosfæren. Andre videnskabelige instrumenter i kredsløb bruger "passive" sensorer, der måler reflekteret sollys eller stråling udsendt fra Jorden eller skyer.

Med mindre end et minuts mellemrum kredsede CloudSat og CALIPSO kloden i solsynkrone kredsløb fra nord til sydpolen og krydsede ækvator tidligt på eftermiddagen og efter midnat hver dag. Deres overlappende radar-lidar-fodaftryk skar gennem atmosfærens lodrette struktur for at studere tynde og tykke skyer, såvel som lagene af luftbårne partikler såsom støv, havsalt, aske og sod, der kan påvirke skydannelsen.

Aerosolers indflydelse på skyer er fortsat et nøglespørgsmål for fremskrivninger af global opvarmning. For at udforske dette og andre spørgsmål vil den nyligt opsendte PACE-satellit og fremtidige missioner i NASA's Earth System Observatory bygge på CloudSats og CALIPSO's arv til en ny generation.

"Jorden i 2030 vil være anderledes end Jorden i 2000," sagde Stephens. "Verden har ændret sig, og klimaet har ændret sig. At fortsætte disse målinger vil give os ny indsigt i skiftende vejrmønstre."

Leveret af NASA