Aggiornamenti dalla missione PREFIRE della NASA
La missione PREFIRE sarà d’aiuto per ampliare dettagliatamente la comprensione della quantità di calore che l’Artide e l’Antartide irradiano nello spazio e su come ciò influenza il clima globale.
La nuova missione della NASA dedicata al clima, ha iniziato a raccogliere i dati sulla quantità di calore, sotto forma di radiazione infrarossa, che gli ambienti Artico e Antartico emettono verso lo spazio. Queste misurazioni, ottenute dalla missione Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) composta da due unità CubeSat delle dimensioni di una scatola da scarpe, sono la chiave per prevedere al meglio come il cambiamento climatico influenzerà i ghiacci, i mari e il meteo sul nostro pianeta.
Il primo dei due satelliti PREFIRE è stato lanciato lo scorso 25 maggio dalla Nuova Zelanda con un razzo Electron della compagnia Rocket Lab, seguito dal suo gemello, il 5 giugno sempre a bordo di un Electron. Il primo CubeSat ha iniziato a inviare a terra i suoi dati scientifici il primo giorno di luglio, mentre il secondo ha iniziato la sua raccolta di dati il 25 luglio e la missione rilascerà i propri dati solo dopo che sarà risolto un problema con il suo sistema GPS.
La missione PREFIRE aiuterà i ricercatori a migliorare la propria comprensione di quando e dove l’Artico e l’Antartico emettono radiazioni nel lontano infrarosso (con lunghezze d’onda superiori ai 15 micrometri) verso lo spazio. Ciò include anche l’influenza che hanno il vapore acqueo atmosferico e le nuvole sul quantitativo di calore emesso dal nostro pianeta. Poiché le nuvole e il vapore acqueo possono intrappolare la radiazione nel lontano infrarosso in prossimità della superficie terrestre, essi possono incrementare le temperature globali partecipando al processo noto come effetto serra, nel quale i gas dispersi nell’atmosfera terrestre, come il biossido di carbonio, il metano e il vapore acqueo, agiscono come isolanti, impedendo al calore emesso dal nostro pianeta di irradiarsi nello spazio.
«Siamo costantemente alla ricerca di nuove modalità di osservazione del nostro pianeta, in modo tale da riempire i vuoti nella conoscenza che abbiamo di esso. Tramite CubeSat come PREFIRE stiamo sia osservando la Terra con nuove modalità strumentali, sia imparando nuovi aspetti sullo scambio termico fra essa e l’ambiente spaziale» ha commentato Karen St. Germain, direttrice dell’Earth Science Division presso il quartier generale della NASA di Washington. «La missione, che è parte del nostro programma Earth Venture, è un grande esempio dell’innovativa scienza che possiamo raggiungere tramite la collaborazione con le università e i partner industriali».
La Terra assorbe buona parte dell’energia proveniente dal Sole nelle sue zone tropicali; i fenomeni meteorologici e le correnti oceaniche trasportano questo calore verso l’Artico e l’Antartico, i quali ricevono meno illuminazione solare. L’ambiente polare, inclusi i ghiacci, la neve e le nuvole, emette una buona parte di questo calore verso lo spazio, per lo più sotto forma di radiazione nel lontano infrarosso. L’Artide e l’Antartide, in questo modo, fungono da veri e propri termostati in grado di regolare il clima, dissipando l’eccessiva energia ricevuta dai tropici. Questa tipologia di emissioni non è mai stata misurata in maniera sistematica, e qui entra in gioco la missione PREFIRE.
«È così eccitante vedere arrivare i dati» ha detto Tristan L’Ecuyer, ricercatore principale e scienziato climatico presso l’università del Wisconsin di Madison, «con l’aggiunta delle misurazioni nel lontano infrarosso fornite da PREFIRE, stiamo osservando per la prima volta l’intero spettro energetico che la Terra irradia nello spazio, il quale è un elemento critico per comprendere il fenomeno del cambiamento climatico».
Nella seguente visualizzazione dei dati di PREFIRE la luminosità è proporzionale alle temperature, ovvero all’intensità della radiazione emessa dalla Terra a diverse lunghezze d’onda, incluse quelle nel lontano infrarosso. I colori giallo e rosso indicano delle emissioni più intense originate dalla superficie terrestre, mentre il blu e il verde rappresentano le emissioni con intensità più basse, che coincidono con le aree più fredde, sia superficiali che atmosferiche.
Il filmato incomincia mostrando i dati nel medio infrarosso (lunghezze d’onda fra i 4 e i 15 micrometri) prese agli inizi di luglio nel corso di diverse orbite polari effettuate dal primo CubeSat lanciato. Quindi viene effettuato il doppio sorvolo della Groenlandia. Il percorso orbitale si espande verticalmente per mostrare come le emissioni nel lontano infrarosso variano attraverso l’atmosfera. Il video termina focalizzando un’area dove i due passaggi si intersecano, mostrando come l’intensità delle emissioni nel lontano infrarosso cambi nell’arco delle nove ore intercorse fra le due orbite.
I due CubeSat PREFIRE volano in orbite asincrone, eliosincrone e quasi polari, con un’inclinazione di 97,5°, a una quota di 525 km e con un periodo orbitale di 95 minuti. Ciò significa che essi sorvolano gli stessi punti dell’Artide e dell’Antartide a poche ore l’uno dall’altro, raccogliendo la stessa tipologia di dati ma in tempi diversi. Ciò offre ai ricercatori una serie temporale di misurazioni che essi possono utilizzare per studiare fenomeni di durata relativamente breve, come lo scioglimento degli strati di ghiaccio o la formazione di nuvole e come questi influenzino le emissioni nel lontano infrarosso su scala temporale.
Entrambi i CubeSat sono dotati di uno spettrometro infrarosso miniaturizzato che copre la regione di lunghezze d’onda che va dai 3 ai 54 µm, con un campionamento spettrale di circa 0,84 µm. Essi saranno operativi per un intero ciclo stagionale (circa un anno). Ciascuna unità satellitare è alta 90 cm e larga 120 cm con i pannelli solari completamente distesi; essi forniscono dai 92 ai 108 W di potenza.
La NASA ha sviluppato la missione PREFIRE assieme all’università del Wisconsin e con alcuni membri delle università del Michigan e del Colorado. La missione impegna inoltre diversi gruppi di studenti e di laureati i quali compongono una porzione significativa del team scientifico.
Una divisione del Caltech di Pasadena gestisce la missione congiuntamente al Jet Propulsion Laboratory della NASA per conto del Science Mission Directorate e ha fornito gli spettrometri. Blue Canyon Technologies ha costruito i CubeSat e i dati raccolti vengono elaborati dalla squadra dell’università del Wisconsin.
Fonti: NASA 1; EoPortal [PREFIRE] (visitato il 08/09/24); NASA 2
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