CloudSat della NASA conclude un viaggio rivoluzionario – .

Nel corso di quasi due decenni, il suo potente radar ha fornito dettagli mai visti prima sulle nuvole e ha contribuito a far avanzare le previsioni meteorologiche e climatiche globali.

CloudSat, a NASA La missione che ha osservato gli uragani, calcolato i tassi di nevicate globali e ottenuto altri primati meteorologici e climatici, ha terminato le sue operazioni. Originariamente proposta come una missione di 22 mesi, la navicella spaziale è stata recentemente dismessa dopo quasi 18 anni di osservazione della struttura verticale e del contenuto di ghiaccio/acqua delle nuvole.

Come previsto, il mese scorso la sonda spaziale, che ha raggiunto la fine della sua vita e non è più in grado di effettuare osservazioni regolari, è stata calata in un’orbita che provocherà la sua eventuale disintegrazione nell’atmosfera.

Tecnologia radar rivoluzionaria

Quando è stato lanciato nel 2006, il Cloud Profiling Radar della missione è stato il primo radar con lunghezza d’onda di 94 GHz (banda W) a volare nello spazio. Mille volte più sensibile dei tipici radar meteorologici terrestri, ha prodotto una nuova visione delle nuvole: non come immagini piatte su uno schermo ma come fette 3D di atmosfera irte di ghiaccio e pioggia.

Per la prima volta, gli scienziati hanno potuto osservare insieme nuvole e precipitazioni, ha affermato Graeme Stephens, il ricercatore principale della missione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. “Senza le nuvole, gli esseri umani non esisterebbero, perché forniscono l’acqua dolce di cui la vita come la conosciamo ha bisogno”, ha detto. “A volte li chiamiamo diavoletti intelligenti a causa delle loro proprietà confuse. Le nuvole sono state un enigma in termini di previsione del cambiamento climatico”.

In questa animazione, il radar di CloudSat osserva l’uragano Maria mentre si intensifica rapidamente nell’Oceano Atlantico nel settembre 2017. Aree ad alta riflettività, mostrate in rosso e rosa, si estendono per oltre 9 miglia (15 chilometri) di altezza, indicando che grandi quantità di acqua sono in corso. attirato verso l’alto nell’atmosfera. Credito: NASA/JPL-Caltech/CIRA

Le nuvole hanno a lungo custodito molti segreti. Prima di CloudSat, non sapevamo quanto spesso le nuvole producessero pioggia e neve su base globale. Dal suo lancio, abbiamo anche fatto molta strada per comprendere come le nuvole siano in grado di raffreddare e riscaldare l’atmosfera e la superficie, nonché come possano causare la formazione di ghiaccio sugli aerei.

I dati CloudSat hanno informato migliaia di pubblicazioni di ricerca e continuano ad aiutare gli scienziati a fare scoperte chiave, tra cui la quantità di ghiaccio e acqua che le nuvole contengono a livello globale e come, intrappolando il calore nell’atmosfera, le nuvole accelerano lo scioglimento del ghiaccio in Groenlandia e ai poli.

Resistere alla tempesta

Nel corso degli anni, CloudSat ha sorvolato potenti sistemi temporaleschi con nomi come Maria, Harvey e Sandy, sbirciando sotto le loro vorticose volte di cirri. Il suo Cloud Profiling Radar eccelleva nel penetrare gli strati nuvolosi per aiutare gli scienziati a esplorare come e perché i cicloni tropicali si intensificano.

Nel corso della vita di CloudSat, si sono verificati diversi problemi potenzialmente fatali legati alla batteria del veicolo spaziale e alle ruote di reazione utilizzate per controllare l’orientamento del satellite. Il team CloudSat ha sviluppato soluzioni uniche, tra cui “ibernare” il veicolo spaziale durante le parti non illuminate dalla luce diurna di ciascuna orbita per risparmiare energia e orientarlo con meno ruote di reazione. Le loro soluzioni hanno consentito di continuare le operazioni fino alla disattivazione permanente del radar di profilazione del cloud nel dicembre 2023.

“Fa parte della nostra famiglia NASA il fatto di avere team dedicati e di talento in grado di fare cose che non sono mai state fatte prima”, ha affermato Deborah Vane, project manager di CloudSat al JPL. “Ci siamo ripresi da queste anomalie con tecniche che nessuno aveva mai utilizzato prima”.

Satelliti Sorelli

CloudSat è stato lanciato il 28 aprile 2006, in tandem con un satellite che trasporta lidar chiamato CALIPSO (abbreviazione di Cloud-Aerosol Lidar e Infrared Pathfinder Satellite Observation). I due veicoli spaziali si sono uniti a una costellazione internazionale di satelliti per il monitoraggio del meteo e del clima in orbita terrestre.

Radar e lidar sono considerati sensori “attivi” perché dirigono fasci di energia sulla Terra – onde radio nel caso di CloudSat e luce laser nel caso di CALIPSO – e misurano il modo in cui i raggi si riflettono sulle nuvole e sulle particelle fini (aerosol) in l’atmosfera. Altri strumenti scientifici orbitanti utilizzano sensori “passivi” che misurano la luce solare riflessa o la radiazione emessa dalla Terra o dalle nuvole.

Orbitando a meno di un minuto di distanza, CloudSat e CALIPSO hanno fatto il giro del globo in orbite sincrone rispetto al sole dal Polo Nord al Polo Sud, attraversando l’equatore nel primo pomeriggio e dopo la mezzanotte ogni giorno. La loro impronta radar-lidar sovrapposta taglia la struttura verticale dell’atmosfera per studiare le nuvole sottili e spesse, così come gli strati di particelle sospese nell’aria come polvere, sale marino, cenere e fuliggine che possono influenzare la formazione delle nuvole.

L’influenza degli aerosol sulle nuvole rimane una questione chiave per le proiezioni del riscaldamento globale. Per esplorare questa e altre domande, il satellite PACE lanciato di recente e le future missioni dell’Earth System Observatory della NASA si baseranno sull’eredità di CloudSat e CALIPSO per una nuova generazione.

“La Terra nel 2030 sarà diversa dalla Terra nel 2000”, ha detto Stephens. “Il mondo è cambiato e il clima è cambiato. Continuare queste misurazioni ci fornirà nuove informazioni sui cambiamenti dei modelli meteorologici”.

Maggiori informazioni sulle missioni

Il progetto CloudSat è gestito per la NASA da JPL. JPL ha sviluppato lo strumento Cloud Profiling Radar con importanti contributi hardware dell’Agenzia spaziale canadese. La Colorado State University fornisce elaborazione e distribuzione di dati scientifici. BAE Systems di Broomfield, Colorado, ha progettato e costruito la navicella spaziale. La US Space Force e il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti hanno contribuito con risorse. Università e centri di ricerca statunitensi e internazionali supportano il team scientifico della missione. Caltech a Pasadena, California, gestisce il JPL per la NASA.

CALIPSO, una missione congiunta tra la NASA e l’agenzia spaziale francese CNES (Centre National d’Études Spatiales), ha concluso la sua missione nell’agosto 2023.