НАСА запустит шесть малых спутников для мониторинга и изучения тропических циклонов
НАСА запускает первые два из шести малых спутников не ранее 12 июня, чтобы изучать формирование и развитие тропических циклонов почти каждый час — примерно в шесть раз чаще, чем это возможно с нынешними спутниками. Это первый из трех запусков CubeSat для миссии НАСА по наблюдениям за структурой осадков и интенсивностью штормов с временным разрешением с помощью миссии Constellation of Smallsats (TROPICS). Остальные спутники будут выведены на свои орбиты в ходе двух последующих запусков в этом году. В случае успеха спутники TROPICS будут распределены по трем орбитальным плоскостям, чтобы чаще покрывать большую часть земного шара.
Графика, показывающая различные длины волн света. Спутники TROPICS измеряют микроволны, излучаемые атмосферой, для создания трехмерных изображений тропических циклонов. Кредит: НАСА
«TROPICS даст нам очень частые изображения тропических циклонов, давая представление об их формировании, усилении и взаимодействии с окружающей средой, а также предоставляя важные данные для мониторинга и прогнозирования штормов», — сказал Скотт Браун, метеоролог-исследователь из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, Мэриленд.
В совокупности метеорологические спутники, находящиеся в настоящее время на низкой околоземной орбите, такие как NOAA-20, совместный спутник НАСА и Национального управления океанических и атмосферных исследований Suomi NPP и другие спутники партнеров НАСА, повторно посещают шторм каждые четыре-шесть часов. «Поэтому мы упускаем многое из того, что происходит во время шторма», — объяснил Билл Блэквелл, главный исследователь миссии TROPICS и исследователь из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института в Лексингтоне, штат Массачусетс. Группировка TROPICS будет давать ученым более частые обновления, дополняя данные, собранные существующими низкоорбитальными метеорологическими спутниками, и позволяя ученым видеть каждый шторм от начала до конца.
После запуска спутники TROPICS будут работать вместе, чтобы обеспечивать почти ежечасные микроволновые наблюдения за штормовыми осадками, температурой и влажностью. Ожидается, что миссия поможет ученым понять факторы, вызывающие усиление тропических циклонов, и улучшить модели прогнозирования. Кредит: НАСА
Три запуска разместят шесть спутников попарно на трех немного различающихся низких околоземных орбитах, все под углом около 30 градусов над экватором. Это максимизирует количество времени, которое спутники проводят над той частью Земли, где формируется большинство тропических циклонов — горизонтальной полосой, простирающейся примерно от Среднеатлантического региона Соединенных Штатов до южного побережья Австралии, примерно между 38 градусами северной широты и южные широты. В идеале один из спутников TROPICS будет проходить над любой заданной областью в этом диапазоне примерно раз в час.
Вся материя, включая водяной пар, кислород и облака в атмосфере, излучает энергию в виде тепла и света, явление, известное как закон Планка. На каждом из спутников TROPICS есть прибор, называемый микроволновым радиометром, который измеряет эти атмосферные выбросы. Датчики выполняют пассивные измерения, аналогичные тем, которые производятся приборами Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS) на современных низкоорбитальных метеорологических спутниках.
Изображение тропического циклона Батсирай над Мадагаскаром, полученное спутником TROPICS Pathfinder в феврале 2022 года. Предоставлено: НАСА.
Микроволновый радиометр на борту каждого спутника TROPICS измеряет микроволновые частоты от 90 до 205 гигагерц. Эти частоты сообщают ученым о температуре, осадках, влажности и других характеристиках грозы и окружающей атмосферы. Количество тепла и света — или излучения — на этих частотах исходит с разных высот, что позволяет спутникам TROPICS создавать трехмерные изображения окружающей среды циклонов. Используемые TROPICS частоты также очень чувствительны к характеристикам льда и облаков, что поможет метеорологам изучать развитие и усиление тропических циклонов. Однако частоты TROPICS менее чувствительны к температуре и влаге под облаками — в этом превосходят приборы ATMS на борту спутников NOAA-20 и Suomi-NPP.
И прибор Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS) на спутнике NOAA-20 (слева), и TROPICS Pathfinder (справа) прошли над супертайфуном Mindulle 26 сентября 2021 года. Спутник TROPICS измеряет частоту 205 гигагерц, что обеспечивает новый вид тропических циклонов, который не использовался предыдущими спутниками. Предоставлено: НАСА/НОАА.
«С созвездием TROPICS у нас будет гораздо более частые наблюдения за тропическими циклонами и на длинах волн, которые могут помочь нам понять термодинамическую структуру в глазу и в штормовой среде», — сказал Блэквелл.
Если все пойдет по плану, шесть спутников TROPICS присоединятся к спутнику TROPICS Pathfinder, экспериментальному CubeSat, который был запущен в июне 2021 года. С тех пор Pathfinder сделал снимки нескольких тропических циклонов , таких как ураган Ида над США, циклон Батсирай над Мадагаскаром и супертайфун Миндулле над восточной Японией. Спутник Pathfinder также предоставил исследовательской группе TROPICS возможность точно настроить программное обеспечение спутников и рабочие процедуры перед запуском группировки. Кроме того, Pathfinder уже откалиброван и сможет служить эталоном для калибровки остальных спутников TROPICS. Это поможет спутникам TROPICS CubeSats быстро начать производить полезные данные.
«Команда TROPICS очень взволнована запуском созвездия, особенно после успеха Pathfinder», — сказал Блэквелл.
