La misión PREFIRE de la NASA, que consta de dos CubeSats lanzados desde Nueva Zelanda, tiene como objetivo resolver las incertidumbres sobre la radiación infrarroja lejana de los polos de la Tierra y su impacto en el clima global. Al estudiar cómo las nubes y el vapor de agua afectan la radiación térmica en el espacio, PREFIRE busca perfeccionar los modelos climáticos y mejorar las predicciones de la dinámica climática y los efectos del calentamiento global.
Dos pequeños satélites de la NASA, cada uno del tamaño de una caja de zapatos, tienen la misión de resolver un antiguo enigma atmosférico: cómo las nubes y el vapor de agua en los polos de la Tierra afectan el clima del planeta.
El primer satélite de la misión Experimento de Energía Radiante Polar en el Infrarrojo Lejano (PREFIRE) de la NASA se lanzó desde Nueva Zelanda el 25 de mayo y comenzó a transmitir datos científicos en julio. El segundo satélite fue lanzado el 5 de junio y la recopilación de datos comenzó en agosto.
El objetivo de PREFIRE es medir la cantidad de calor que la Tierra emite al espacio desde sus regiones más frías y remotas: el Ártico y la Antártida. Al proporcionar datos detallados sobre las emisiones de calor polar, la misión tiene como objetivo mejorar los modelos climáticos utilizados para predecir los efectos del calentamiento global en el hielo, los océanos y los sistemas climáticos de la Tierra.
La Tierra absorbe gran parte de la energía del sol en los trópicos, y el clima y las corrientes oceánicas transportan este calor a los polos (que reciben mucha menos luz solar). El hielo, la nieve y las nubes del entorno polar disipan parte del calor hacia el espacio, la mayor parte del cual se encuentra en forma de radiación infrarroja lejana. La diferencia entre el calor que la Tierra absorbe en los trópicos y el calor irradiado desde el Ártico y la Antártida es un factor clave en la temperatura de la Tierra, que ayuda a impulsar el sistema dinámico del clima y el tiempo.
Sin embargo, nunca se han realizado mediciones sistemáticas de la radiación polar del infrarrojo lejano. Aquí es donde entra en juego PREFIRE. La misión ayudará a los investigadores a obtener una comprensión más clara de cuándo y dónde las regiones polares de la Tierra emiten radiación infrarroja lejana al espacio, y cómo el vapor de agua y las nubes en la atmósfera afectan la cantidad de radiación.
Las nubes y el vapor de agua atrapan la radiación infrarroja lejana de la Tierra, aumentando las temperaturas globales, parte del efecto invernadero.
"Obtener la influencia correcta de las nubes es fundamental si queremos modelar con precisión el clima de la Tierra", dijo Tristan L'Ecuyer, profesor de la Universidad de Wisconsin-Madison e investigador principal de PREFIRE.
Las nubes y el vapor de agua en los polos de la Tierra son como ventanas de verano: el clima claro y relativamente seco en el Ártico es como abrir una ventana y dejar salir el calor de una habitación mal ventilada. El clima nublado y relativamente húmedo actúa como una ventana cerrada, atrapando el calor en el interior.
El tipo de nube y la altura a la que se forma afectan la cantidad de calor atrapado en la atmósfera polar. Las nubes de baja altitud, compuestas principalmente de gotas de agua, actúan como una ventana polarizada y tienen un efecto refrescante. Las nubes de gran altitud están compuestas principalmente de partículas de hielo, que tienen más probabilidades de absorber calor y producir un efecto de calentamiento. Debido a que las nubes a media altura contienen cantidades variables de gotas de agua y partículas de hielo, pueden tener un efecto de calentamiento o enfriamiento.
Pero las nubes son muy difíciles de estudiar: están compuestas de partículas microscópicas que pueden moverse y cambiar en segundos u horas. Cuando llueve o nieva, se produce una enorme recombinación de agua y energía que cambia por completo las propiedades de la nube. Estos factores cambiantes complican la captura realista del comportamiento de las nubes en modelos climáticos que intentan predecir escenarios climáticos globales.
Las inconsistencias en cómo los distintos modelos climáticos representan la cobertura de nubes pueden significar la diferencia entre pronósticos de 5 o 10 grados Fahrenheit (3 o 6 grados Celsius) de calentamiento. La misión PREFIRE tiene como objetivo reducir esta incertidumbre.
Los espectrómetros de infrarrojos térmicos a bordo de cada nave espacial realizarán importantes mediciones de longitudes de onda de luz en el rango del infrarrojo lejano. Estos instrumentos podrán detectar nubes que en gran medida son indetectables con otros tipos de instrumentos ópticos. El instrumento de PREFIRE será lo suficientemente sensible como para detectar el tamaño aproximado de las partículas, lo que les permitirá diferenciar entre gotas y partículas de hielo.
"PREFIRE nos dará un nuevo par de ojos para observar las nubes", dijo Brian Kahn, científico atmosférico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y miembro del equipo científico de PREFIRE. "No estamos muy seguros de lo que veremos todavía, y eso es realmente emocionante". "
La misión PREFIRE es una colaboración entre la NASA y la Universidad de Wisconsin-Madison. El Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California, gestiona la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA y proporciona el espectrómetro. Blue Canyon Technologies diseñó y construyó los CubeSats, y la Universidad de Wisconsin-Madison procesó y analizó los datos recopilados.
Las naves espaciales fueron lanzadas por Rocket Lab bajo un contrato Dedicado y de Adquisición de Viaje Compartido en Riesgo (VADR) administrado por el programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA. Los CubeSats como PREFIRE son herramientas valiosas para el avance de la ciencia y la tecnología y son plataformas rentables para la innovación en la arquitectura de misiones y la investigación científica.
Compilado de /scitechdaily