Väderspårning är svårt arbete och har historiskt förlitat sig på satelliter som är stora och kostar miljontals dollar att sjösätta ut i rymden. Och med hotet om klimatförändringar som gör saker som tropiska stormar, tornadon och andra väderhändelser mer våldsamma runt om i världen idag, är människor alltmer beroende av tidiga varningar och övervakning i realtid.
NASA är dock ute efter att ändra det genom att distribuera en ny ras av vädersatellit som drar nytta av de senaste framstegen inom miniatyrisering. Denna klass av satellit är känd som RainCube (Radar in CubeSat), som använder experimentell teknik för att se stormar genom att upptäcka regn och snö med mycket små och sofistikerade instrument.
Den lilla satelliten, som utplacerades från International Space Station (ISS) redan i juli, är en prototypteknikdemonstrator för en möjlig flotta av RainCubes. Detta experiment har bedömt om lågprisminiatyrsatelliter med små radar kan ge realtidsdata om vädersystem och stormar.
Som Graeme Stephens, chef för Center of Climate Sciences vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory, förklarade i ett nyligen pressmeddelande från NASA:
”Vi har inget sätt att mäta hur vatten och luft rör sig i åskväder globalt. Vi har bara ingen information om det alls, men det är så viktigt att förutsäga hårt väder och till och med hur regn kommer att förändras i ett framtida klimat. "
För att övervaka väderförändringar i jordens atmosfär använder RainCube en typ av radar som fungerar mycket som sonar. I grund och botten sänder dess paraplyliknande antenn specialiserade radarsignaler (kvittra) som hoppar av regndroppar och hjälper forskare att skapa en bild av insidan av en storm ser ut. Denna teknik var utformad för att ge små rymdskepp möjlighet att skicka en signal tillräckligt stark för att kika in i en storm.
"Radarsignalen tränger igenom stormen och sedan tar radaren tillbaka ett eko," sade rektorutredaren Eva Peral. "När radarsignalen går djupare in i stormlagren och mäter regnet i dessa lager får vi en ögonblicksbild av aktiviteten i stormen."
I augusti skickade RainCube tillbaka sina första bilder av en storm över Mexiko, som en del av en teknologidemonstration. Den andra utgåvan av bilder i september fick den första nederbörden av orkanen Florens. Som Simone Tanelli, medutredare för RainCube, förklarade:
"Det finns en mängd markbaserade experiment som har gett en enorm mängd information, och det är därför våra väderprognoser idag inte är så illa. Men de ger inte en global syn. Det finns också vädersatelliter som ger en sådan global syn, men det de inte säger är vad som händer i stormen. Och det är där de processer som får en storm att växa och / eller förfall sker. ”
RainCube är inte avsett att spåra stormar av sig själv, utan är snarare avsett att visa att ett mini-regn radarsystem kan fungera. På lång sikt är planen att distribuera svärmar av dessa miniatyrsatelliter (vilket skulle vara mycket billigare att lansera på grund av deras storlek) som sedan skulle kunna spåra stormar och vidarebefordra uppdaterad information med några minuters gång.
Så småningom skulle de kunna ge data som kan leda till bättre vädermodeller som används för att förutsäga rörelsen av regn, snö, snö och hagel. "Vi kommer faktiskt att hamna med att göra mycket mer intressant insiktsfull vetenskap med en konstellation snarare än med bara en av dem," sade Stephens. "Det vi lär oss inom jordvetenskap är att utrymme och tidstäckning är viktigare än att ha ett riktigt dyrt satellitinstrument som bara gör en sak."
Och tack vare det framgångsrika teknologitestet verkar det som om det är fallet en dag. "Vad RainCube erbjuder å ena sidan är en demonstration av mätningar som vi för närvarande har i rymden idag", tillade Stephens. ”Men vad det verkligen visar är potentialen för ett helt nytt och annorlunda sätt att observera jorden med många små radar. Det kommer att öppna upp en helt ny vy när man tittar på jordens hydrologiska cykel. ”
Oavsett om det är att observera jorden eller avlägsna galaxer, undersöks miniatyrisering och svärmrobotik som ett sätt att ge mer kostnadseffektiv astronomi. Under de kommande åren kan allt från observationer till telekommunikationstjänster tillhandahållas av satelliter som är en bråkdel av storleken, och därför en bråkdel av kostnaden att starta.
