Śledzenie pogody jest trudną pracą i historycznie opierało się na satelitach, które są duże i kosztują miliony dolarów na wystrzelenie w kosmos. A ponieważ groźba zmiany klimatu powoduje, że rzeczy takie jak burze tropikalne, tornada i inne wydarzenia pogodowe stają się coraz bardziej gwałtowne na całym świecie, ludzie coraz bardziej polegają na wczesnych ostrzeżeniach i monitorowaniu w czasie rzeczywistym.
Jednak NASA chce to zmienić, wdrażając nową rasę satelity pogodowego, który wykorzystuje najnowsze postępy w miniaturyzacji. Ta klasa satelitów znana jest jako RainCube (Radar w CubeSat), która wykorzystuje eksperymentalną technologię do wykrywania burz poprzez wykrywanie deszczu i śniegu za pomocą bardzo małych i wyrafinowanych instrumentów.
Mały satelita, który został wysłany z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) w lipcu, jest prototypowym demonstratorem technologii dla możliwej floty RainCubes. W tym eksperymencie oceniano, czy tanie, miniaturowe satelity z małymi radarami są w stanie dostarczać w czasie rzeczywistym dane o systemach pogodowych i burzach.
Jak Graeme Stephens, dyrektor Centrum Nauk o Klimacie w NASA Jet Propulsion Laboratory, wyjaśnił w najnowszym komunikacie prasowym NASA:
„Nie mamy możliwości zmierzenia, w jaki sposób woda i powietrze poruszają się w czasie burz na całym świecie. Po prostu nie mamy żadnych informacji na ten temat, ale jest to tak ważne, aby przewidzieć trudną pogodę, a nawet zmiany deszczu w przyszłym klimacie ”.
Aby monitorować zmiany pogody w ziemskiej atmosferze, RainCube wykorzystuje rodzaj radaru, który działa podobnie do sonaru. Zasadniczo jego parasolowa antena wysyła wyspecjalizowane sygnały radarowe (ćwierkają), które odbijają się od kropel deszczu i pomagają naukowcom stworzyć obraz wnętrza burzy. Technologia ta została zaprojektowana, aby umożliwić małym statkom kosmicznym wysyłanie sygnału wystarczająco silnego, aby mógł zajrzeć w burzę.
„Sygnał radarowy przenika burzę, a następnie radar odbiera echo”, powiedziała główna badaczka Eva Peral. „Gdy sygnał radaru wnika głębiej w warstwy burzy i mierzy deszcz w tych warstwach, otrzymujemy migawkę aktywności wewnątrz burzy”.
W sierpniu RainCube przesłał swoje pierwsze zdjęcia burzy nad Meksykiem w ramach demonstracji technologii. Drugie wydanie zdjęć we wrześniu przyniosło pierwsze opady deszczu w huraganie Florence. Jak wyjaśniła Simone Tanelli, współbadaczka RainCube:
„Istnieje mnóstwo eksperymentów naziemnych, które dostarczyły ogromnej ilości informacji, i dlatego nasze dzisiejsze prognozy pogody nie są takie złe. Ale nie zapewniają globalnego widoku. Są też satelity pogodowe, które zapewniają taki globalny widok, ale nie mówią ci, co dzieje się w burzy. I tam właśnie powstają procesy powodujące burzę i / lub rozkład ”.
RainCube nie jest przeznaczony do samodzielnego śledzenia burz, ale ma raczej na celu wykazanie, że system radarowego deszczu może działać. W dłuższej perspektywie planuje się rozmieścić roje tych miniaturowych satelitów (których uruchomienie byłoby znacznie tańsze ze względu na ich rozmiar), które mogłyby następnie śledzić burze i przekazywać zaktualizowane informacje co kilka minut.
W końcu mogą uzyskać dane, które mogą prowadzić do lepszych modeli pogodowych, które są wykorzystywane do przewidywania ruchu deszczu, śniegu, deszczu ze śniegiem i gradu. „W rzeczywistości skończymy o wiele bardziej interesującą, wnikliwą naukę z konstelacją, a nie tylko z jednym z nich” - powiedział Stephens. „Uczymy się w naukach o Ziemi, że pokrycie przestrzeni i czasu jest ważniejsze niż posiadanie naprawdę drogiego instrumentu satelitarnego, który robi tylko jedną rzecz”.
A dzięki udanemu testowi technologicznemu wydaje się, że kiedyś tak się stanie. „Z jednej strony RainCube oferuje demonstrację pomiarów, które obecnie mamy w kosmosie”, dodał Stephens. „Ale to, co tak naprawdę pokazuje, to potencjał zupełnie nowego i innego sposobu obserwacji Ziemi za pomocą wielu małych radarów. To otworzy zupełnie nowy widok na cykl hydrologiczny Ziemi. ”
Niezależnie od tego, czy obserwuje Ziemię, czy odległe galaktyki, miniaturyzacja i roboty roju są badane jako sposób na zapewnienie bardziej opłacalnej astronomii. W nadchodzących latach wszystko, od obserwacji po usługi telekomunikacyjne, mogą być dostarczane przez satelity, które są ułamkiem wielkości, a zatem ułamkiem kosztów ich uruchomienia.
