Novos sensores espaciais da NASA para abordar questões chave da ciência da Terra

Um sensor montado no exterior da Estação Espacial Internacional determinará a composição mineral de fontes naturais que produzem aerossóis de pó em todo o mundo para responder a questão de saber se este tipo de aerossol aquece ou refrigera a atmosfera. Esta imagem de satélite de 2003 mostra uma grande nuvem de poeira que explode o deserto do Saara e sobre o Oceano Atlântico. Créditos: NASA

Por que o aquecimento ártico é mais rápido do que o resto do planeta? A poeira mineral aquecia ou arrefece a atmosfera? A NASA selecionou duas novas e criativas propostas de pesquisa para desenvolver pequenos instrumentos espaciais que abordarão essas questões fundamentais sobre nosso planeta natal e seu meio ambiente.

A Energia Radiante Polar na Experiência Infravermelha Distante (PREFIRE) voará um par de satélites CubeSat pequenos para investigar uma porção pouco estudada da energia radiante emitida pela Terra para pistas sobre aquecimento do Ártico, perda de gelo do mar e derretimento do gelo. Tristan L'Ecuyer da Universidade de Wisconsin, Madison, é o principal investigador.

A Investigação da Fonte de Poeira de Mineração da Terra (EMIT) usará um sensor montado no exterior da Estação Espacial Internacional para determinar a composição mineral de fontes naturais que produzem aerossóis de pó em todo o mundo. Ao medir em detalhes quais minerais compõem o pó, o EMIT ajudará a responder a questão essencial de saber se este tipo de aerossol aquece ou resfria a atmosfera. Robert Green do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL) em Pasadena, Califórnia, é o principal investigador.

Esses dois instrumentos foram selecionados de forma competitiva a partir de 14 propostas consideradas sob a quarta oportunidade do Instrumento de Aventura da NASA. As investigações da Terra Aventura são investigações científicas pequenas e direcionadas que complementam as missões maiores da NASA. O Conselho Nacional de Pesquisa recomendou, em 2007, que a NASA empreendesse este tipo de projeto de roteamento rápido, com base em ciência, regularmente solicitado. A pesquisa decenal divulgada recentemente pelo conselho recomendou a continuação do programa.

"PREFIRE e EMIT fazem uso inovador de tecnologias desenvolvidas pela NASA para missões planetárias para abordar questões importantes e duradouras sobre a Terra", disse Michael Freilich, diretor da Divisão de Ciência da Terra da sede da NASA em Washington.

O Ártico ajuda a regular a temperatura geral da Terra irradiando de volta ao espaço muito do excesso de energia do Sol que é absorvido em latitudes mais baixas. Os instrumentos satelitais atuais não detectam todos os comprimentos de onda dessa energia que irradia do nosso planeta. PREFIRE preencherá a lacuna de dados atual em comprimentos de onda do infravermelho distante, coletando informações que ajudarão os cientistas a diagnosticar o impacto dessa radiação de saída no balanço energético da região ártica.

PREFIRE voará espectrômetros de infravermelho térmico miniaturizados em dois satélites CubeSat, cada um aproximadamente do tamanho de um pedaço de pão. Os sensores são baseados em tecnologia que já era lançada no Mars Climate Sounder, um instrumento no Mars Reconnaissance Orbiter da NASA . O CubeSats orbitará os pólos da Terra para medir as emissões do infravermelho distante e como eles mudam ao longo do dia e durante as estações. As observações permitirão aos cientistas avaliar como as mudanças nas emissões de infravermelho térmico no topo da atmosfera da Terra estão relacionadas a mudanças na cobertura da nuvem e condições de superfície abaixo, como a quantidade de gelo marinho e água de derretimento na superfície do gelo.

A equipe PREFIRE reúne conhecimentos em sensoriamento remoto, modelagem do sistema terrestre e Arctic Ice. JPL e o Laboratório de Dinâmica do Espaço de North Logan, Utah, são parceiros missionários.

A composição das partículas de poeira no ar é amplamente desconhecida, mas é um fator crítico para determinar se a poeira à base de minerais tem um efeito de resfriamento ou aquecimento na atmosfera. Os cientistas atualmente não possuem um inventário global das fontes minerais naturais de poeira e, como resultado, os impactos globais do pó sobre o clima, a circulação atmosférica e outros aspectos do meio ambiente terrestre não estão bem estabelecidos.

O instrumento hiperspectral da EMIT medirá os diferentes comprimentos de onda da luz emitida por minerais na superfície dos desertos e outras fontes de poeira para determinar sua composição. O sensor de EMIT baseia-se, em parte, no instrumento da Lua do Mineralogy Mapper da NASA a bordo da nave espacial Chandrayaan-1 da Organização de Pesquisa Espacial Indiana.

A equipe EMIT reúne uma ampla experiência que cobre medidas minerais, ciência do solo, sensoriamento remoto das propriedades da superfície e modelagem do sistema terrestre. O componente de modelagem do projeto usará os dados coletados para avançar nossa compreensão sobre o papel da poeira atmosférica no clima da Terra e prever melhor como isso pode ser esperado para mudar no futuro.

As missões da Earth Venture fornecem uma abordagem inovadora para abordar pesquisas de ciência da Terra com janelas de oportunidade regulares para acomodar novas prioridades científicas. As missões são gerenciadas pelo programa Earth Path Path System da NASA, localizado no Centro de Pesquisa Langley da NASA em Hampton, na Virgínia, para a Direção da Missão da Ciência da agência.

Os primeiros instrumentos de risco da Terra dirigidos ao espaço estão se preparando para o lançamento no próximo ano. A Investigação da Dinâmica do Ecosistema Global (GEDI) e a Experiência do Radiômetro Terrestre do Espaço Espacial ECO na Estação Espacial (ECOSTRESS) medirão as distribuições, as alturas do dossel e as mudanças na vegetação global da estação espacial, fornecendo informações sobre como as florestas e os ecossistemas são afetados pelas mudanças na disponibilidade de água e outros fatores ambientais e humanos.

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