Bliźniacze satelity typu CubeSat, które mogłyby się zmieścić w pudełku po butach, pozwolą zmierzyć ilość ciepła, jaką Arktyka i Antarktyda emitują w przestrzeń kosmiczną. To informacja kluczowa dla zrozumienia bilansu energetycznego naszej planety i zachodzących na niej zmian. Obie satelity dotarły na orbitę na przełomie maja i czerwca, a w lipcu zaczęły wysyłać pierwsze dane.
CubeSaty PREFIRE znajdują się na asynchronicznych orbitach bliskobiegunowych, co oznacza, że przelatują nad tymi samymi miejscami w Arktyce i Antarktyce w odstępie kilku godzin. Dane uzyskane z misji Polar Radiant Energy Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) mają pomóc naukowcom w badaniach efektu cieplarnianego i dać odpowiedź na pytanie, w jaki sposób obecność pary wodnej, chmur i innych elementów ziemskiej atmosfery wpływa na zjawisko wypromieniowania ciepła. Informacje te zostaną wykorzystane przy modelowaniu klimatu i stanu kriosfery, co umożliwi lepsze przewidywanie zmian poziomu morza, pogody oraz pokrywy śnieżnej i lodowej w ocieplającym się świecie.
Zasadniczo cała emisja ciepła na Ziemi odbywa się pod postacią fal podczerwonych w zakresie od 4 do 100 mikrometrów. W zimnych regionach polarnych naszej planety 60 proc. tej emisji ma miejsce w zakresie fal dalekiej podczerwieni (dłuższych niż 15 mikrometrów). Problem w tym, że naukowcy mają stosunkowo niewiele danych na temat tego, które części Arktyki i Antarktyki wypromieniowują to ciepło. Stąd uruchomienie misji PREFIRE. Każdy z satelitów CubeSat będzie zbierać dane za pomocą czujników o 10-krotnie większej czułości na fale podczerwieni niż jakikolwiek podobny instrument działający w przestrzeni okołoziemskiej do tej pory. Informacje pozyskane w trakcie misji pomogą nam zrozumieć, kiedy i gdzie bieguny oddają ciepło w przestrzeń kosmiczną, a także dlaczego Arktyka ociepliła się ponad 2,5 razy szybciej niż reszta planety od lat 70. XX wieku.
Istotną zmianą jest jednoczesne wykorzystanie dwóch jednostek obserwacyjnych. Pojedynczy satelita, który co kilka dni ponownie odwiedza ten sam region Ziemi, może monitorować zmiany sezonowe, co badacze mogą wykorzystać do ulepszenia modeli klimatycznych. Jednak śledzenie interakcji między powierzchnią Ziemi a atmosferą wymaga częstszych pomiarów. Dwa satelity umiejscowione na asynchronicznych orbitach blisko biegunów – przelatujące nad danym miejscem na Ziemi w różnym czasie i obserwujące ten sam obszar w odstępie kilku godzin – mogą uchwycić niektóre z tych zjawisk w krótszej skali czasowej.
Zdaniem dr Artura Rutkowskiego, szefa Zakładu Teledetekcji Satelitarnej w IMGW-PIB satelity typu CubeSat, ze względu na ich relatywnie niski koszt, stały się w ostatnich latach ważnym narzędziem dla naukowców. Dzięki ich wykorzystaniu coraz więcej fundamentalnych pytań znajduje odpowiedzi. Kosmos staje się przestrzenią bardziej dostępną do badań niż niektóre miejsca na Ziemi, takie jak obszary biegunowe czy głębie oceanu.
PREFIRE pomoże uzupełnić naszą wiedzę na temat budżetu energetycznego Ziemi, a w szczególności przyczyn utraty lodu polarnego na lądzie i morzu oraz podnoszenia się poziomu oceanów. Jak wskazują pomysłodawcy projektu, dane pozyskane w czasie misji pozwolą lepiej przewidywać zmiany wymiany ciepła między Ziemią a przestrzenią kosmiczną oraz skutecznie prognozować proces topnienia pokrywy lodowej i pogodę globalną. Dane PREFIRE będą publicznie dostępne za pośrednictwem Centrum Danych Naukowych o Atmosferze NASA.
Więcej o misji: https://science.nasa.gov/mission/prefire/.
