Por que o Ártico está se aquecendo mais rápido do que o resto do planeta? A poeira mineral aquece ou resfria a atmosfera? A NASA selecionou dois novos, propostas criativas de pesquisa para desenvolver pequenas, instrumentos baseados no espaço que abordarão essas questões fundamentais sobre nosso planeta natal e seu meio ambiente. Laboratório de propulsão a jato da NASA em Pasadena, Califórnia, é um participante importante em ambos os instrumentos.

O Polar Radiant Energy in the Far Infrared Experiment (PREFIRE) voará um par de pequenos satélites CubeSat para sondar uma parte pouco estudada da energia radiante emitida pela Terra em busca de pistas sobre o aquecimento do Ártico, perda de gelo marinho e derretimento da camada de gelo. Tristan L'Ecuyer da Universidade de Wisconsin, Madison, é o investigador principal.

A Investigação da Fonte de Poeira Mineral da Superfície Terrestre (EMIT) usará um sensor montado no exterior da Estação Espacial Internacional para determinar a composição mineral de fontes naturais que produzem aerossóis de poeira em todo o mundo. Medindo em detalhes quais minerais constituem a poeira, O EMIT ajudará a responder à questão essencial de saber se esse tipo de aerossol aquece ou resfria a atmosfera. Robert Green, do JPL, é o investigador principal.

Esses dois instrumentos foram selecionados de forma competitiva a partir de 14 propostas consideradas na quarta oportunidade do Earth Venture Instrument da NASA. As investigações do Earth Venture são pequenas, investigações científicas direcionadas que complementam as missões maiores da NASA. O Conselho Nacional de Pesquisa recomendou em 2007 que a NASA empreenda este tipo de solicitação regularmente, baseado na ciência, projeto de retorno rápido. A pesquisa decadal recentemente divulgada pelo conselho recomendou a continuação do programa.

"PREFIRE e EMIT fazem uso inovador de tecnologias desenvolvidas pela NASA para missões planetárias para abordar importantes, perguntas de longa data sobre a Terra, "disse Michael Freilich, diretor da Divisão de Ciências da Terra na sede da NASA em Washington.

O Ártico ajuda a regular a temperatura geral da Terra, irradiando de volta para o espaço grande parte do excesso de energia do Sol que é absorvido em latitudes mais baixas. Os instrumentos de satélite atuais não detectam todos os comprimentos de onda desta energia que irradia de 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 emitida no balanço de energia da região ártica.

PREFIRE voará espectrômetros infravermelhos térmicos miniaturizados em dois satélites CubeSat, cada um tem o tamanho de um pão. Os sensores são baseados em tecnologia anteriormente utilizada no Mars Climate Sounder, um instrumento do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. O CubeSats orbitará os pólos da Terra para medir as emissões de infravermelho distante e como elas mudam ao longo do dia e ao longo das estações. As observações permitirão aos cientistas avaliar como as mudanças nas emissões de infravermelho térmico no topo da atmosfera da Terra estão relacionadas às mudanças na cobertura de nuvens e nas condições da superfície abaixo, como a quantidade de gelo marinho e água derretida na superfície do gelo.

A equipe PREFIRE reúne expertise em sensoriamento remoto, Modelagem do sistema terrestre e gelo ártico. JPL e o Laboratório de Dinâmica Espacial de North Logan, Utah, são parceiros de missão. O JPL é responsável pelo gerenciamento do projeto e está construindo e entregando o instrumento. Brian Drouin do JPL é o investigador principal adjunto, enquanto Brian Kahn e Nicole-Jeanne Schlegel do JPL são co-investigadores.

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

O instrumento hiperespectral da EMIT medirá os diferentes comprimentos de onda da luz emitida por minerais na superfície de desertos e outras fontes de poeira para determinar sua composição. O sensor EMIT é baseado em parte no instrumento Moon Mineralogy Mapper da NASA a bordo da espaçonave Chandrayaan-1 da Indian Space Research Organization.

A equipe EMIT reúne ampla experiência que cobre medições de minerais, Ciência do Solo, sensoriamento remoto de propriedades de superfície e modelagem do sistema terrestre. O componente de modelagem do projeto usará os dados coletados para avançar nossa compreensão do papel da poeira atmosférica no clima da Terra e prever melhor como pode ser esperado que ela mude no futuro.

As missões do Earth Venture fornecem uma abordagem inovadora para abordar a pesquisa em ciências da Terra com janelas regulares de oportunidade para acomodar novas prioridades científicas. As missões são gerenciadas pelo programa Earth System Science Pathfinder da NASA, localizado no Langley Research Center da NASA em Hampton, Virgínia, para a Diretoria de Missão Científica da agência.

Os primeiros instrumentos do Earth Venture a caminho do espaço estão se preparando para o lançamento no próximo ano. O Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) e o ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS) irão medir as distribuições, alturas do dossel e mudanças na vegetação global da estação espacial, fornecendo insights sobre como as florestas e os ecossistemas são afetados por mudanças na disponibilidade de água e outros fatores ambientais e humanos.