Old Eyes on the Sky: Touring door de Shuttered Oak Ridge Observatory in Harvard

Wetenschappers van NASA maken zich op voor de lancering van het Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS) op 12 december, een speciale vloot van storm-kijkende microsatellieten die de orkaanevolutie over de oceanen van de aarde zullen volgen. Agency-onderzoekers bespraken de nieuwe missie vandaag in een persconferentie (10 november).

CYGNSS is een octet van 64-lb. (29 kg) microsatellieten, elk iets groter dan een handbagagekoffer, in de baan van de aarde om de zich ontwikkelende orkanen en tropische cyclonen te volgen. Hoewel een enkele satellietsysteem om de paar dagen alleen updates op een bepaalde locatie kan bieden, kunnen de acht samen om de paar uur rapporten maken over het ontwikkelen van stormen terwijl ze over de top passeren. Het systeem is goedkoop en komt op $ 162 miljoen om te bouwen en uit te voeren.

"We doen echte wetenschap met een ruimtevaartuig dat letterlijk op je bureau kan zitten", aldus John Scherrer, CYGNSS 'projectmanager bij het Southwest Research Institute in San Antonio, tijdens de briefing. "Niet een van hen, maar acht - ze zijn in een baan in de tropen waar de orkanen zijn, en elke 90 minuten zullen ze een nieuwe meting doen." [NASA's CYGNSS-satellieten volgen satellieten in afbeeldingen]

NASA's vorige instrumenten voor het meten van orkanen, zoals die op de TRMM-satelliet die in juni uit de ruimte viel na te zijn gestopt met gebruik, maten windsnelheden over de oceaan met behulp van golflengten van licht die konden worden verspreid door regendruppels, wat betekent dat dergelijke gereedschappen niet konden worden verzameld gegevens waar regenval te zwaar was, zoals de binnenkern van de orkaan. Bovendien evolueren orkanen op kortere tijdschalen dan satellieten die met één baan ronddraaien. Er zijn ook vliegtuiggedragen apparaten die zowel de regen als het water eronder kunnen bewaken (wat de windsnelheid aangeeft) - maar die technologie kan niet worden geschaald naar de ruimte, aldus de onderzoekers.

De CYGNSS-microsatellieten nemen signalen op die worden vrijgegeven door GPS-satellieten nadat ze tegen het water zijn gestuiterd. De manier waarop de signalen reflecteren, laat de satellieten de ruwheid van de oceaan meten - en dus de windsnelheid over het oppervlak. Elke microsatelliet kan de reflecties van vier plaatsen tegelijkertijd meten terwijl ze door de tropen cirkelen.

De GPS-zenders werken op lange microgolfgolflengten die door regendruppels gaan, waardoor de microsatellieten reflecties oppikken, zelfs door de chaotische harten en zware regenval van de storm.

"Het is alsof elke satelliet het soort metingen doet dat vier verschillende P3 orkaan-jager vliegtuigen maakten," zei Chris Ruf, hoofdonderzoeker van CYGNSS aan de Universiteit van Michigan, Ann Arbor. "We hebben acht van de satellieten en elk vier metingen, dus het is alsof je 32 virtuele vliegtuigen ergens in de tropen rondvliegt en tegelijkertijd metingen uitvoert." De satellieten zullen een gegeven plek binnen 7 uur opnieuw meten - de tropen te allen tijde gedurende ten minste twee jaar in de gaten houden.

Wanneer de microsatellieten op 12 december worden ingezet, wordt hun lanceervoertuig, de Pegasus, gedropt van een L-1011-vliegtuig op 40.000 voet, waar het 5 seconden zal wachten voordat de raketmotoren ontbranden. De satellieten worden tegenover elkaar losgelaten in paren, elke 30 seconden, totdat alle acht gescheiden zijn. Tien minuten later strekken de zonnepanelen zich uit en gaan de satellieten aan de slag. Ze verzenden gegevens naar grondstations in Hawaii, Chili en Australië.

Mary Morris, een promovendus aan de Universiteit van Michigan, Ann Arbor, demonstreerde een bijbehorende Storm Intersection Forecast Tool, die zal onthullen waar de satellieten een zich ontwikkelende orkaan zullen tegenkomen en voorspellen hoe snel ze de gegevens naar de aarde zullen kunnen overbrengen. Aan de hand van het voorbeeld van de recente orkaan Mathew demonstreerde ze dat minder dan een uur na het passeren van de storm de satelliet over het Australische grondstation zou zijn gereisd om de metingen door te geven.

"CYGNSS is een hulpmiddel dat ons 24 uur per dag en zeven dagen per week toegang biedt tot de tropische cycloonzone en het zal onze kennis van hoe orkanen groeien verbeteren zodat we de mensen beter kunnen voorbereiden en beschermen op het pad van elke orkaan zoals die komt" zei Christine Bonniksen, programmamanager van CYGNSS bij de afdeling Aardwetenschappen van het directoraat Wetenschapsmissies van het hoofdkwartier van NASA.