p Este fim de semana, quando a próxima missão de reabastecimento de carga para a Estação Espacial Internacional decolar da NASA Wallops Flight Facility na Virgínia, estará carregando entre seus suprimentos e experimentos três satélites do tamanho de caixas de cereais que serão usados ​​para testar e demonstrar a próxima geração de tecnologia de observação da Terra. p A NASA tem aumentado o uso de CubeSats - pequenos satélites baseados em várias configurações de cubos de aproximadamente 4 x 4 x 4 polegadas - para colocar novas tecnologias em órbita, onde podem ser testadas no ambiente hostil antes de serem usadas como parte de missões de satélite ou constelações de naves espaciais.

p As três missões CubeSat lançadas na nona missão comercial de ressuprimento da Orbital ATK representam uma ampla gama de tecnologias de ponta alojadas em pacotes muito pequenos.

p RainCube - um radar em um CubeSat - é apenas isso:um instrumento de radar miniaturizado de estudo de precipitação que pesa pouco mais de 26 libras. RainCube é menor, tem menos componentes, e usa menos energia do que os instrumentos de radar tradicionais. O programa de Validação no Espaço de Tecnologias da Ciência da Terra (InVEST) do Earth Science Technology Office (ESTO) da NASA selecionou o projeto para demonstrar que um radar tão pequeno pode ser operado com sucesso em uma plataforma CubeSat.

p Esta missão marca a primeira vez que um instrumento de radar ativo voou em um CubeSat.

p Se for bem sucedido, RainCube poderia abrir a porta para custos mais baixos, missões de constelação de retorno rápido, em que vários CubeSats trabalham juntos para fornecer observações mais frequentes do que um único satélite.

p "Uma constelação de radares RainCube seria capaz de observar a estrutura interna dos sistemas meteorológicos à medida que eles evoluem de acordo com processos que precisam ser melhor caracterizados em modelos de previsão do tempo e clima, "disse a Investigadora Principal do RainCube Eva Peral, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia.

p RainCube usará comprimentos de onda na banda Ka de alta frequência do espectro eletromagnético. Os comprimentos de onda Ka funcionam com antenas menores (a antena implantável do RainCube mede apenas meio metro, ou metro, transversalmente) e permitem um aumento exponencial na transferência de dados em longas distâncias - tornando o RainCube uma demonstração de comunicações aprimoradas também. O JPL desenvolveu o instrumento RainCube, enquanto Tyvak Inc. desenvolveu a nave espacial.

p O CubeSats também pode ser usado para testar novos subsistemas e técnicas para melhorar a coleta de dados do espaço. A interferência de radiofrequência (RFI) é um problema crescente para radiômetros de microondas baseados no espaço, instrumentos importantes para estudar a umidade do solo, meteorologia, clima e outras propriedades da Terra. Como o número de dispositivos que causam RFI - incluindo telefones celulares, rádios, e televisores - aumenta, será ainda mais difícil para os radiômetros de microondas por satélite da NASA coletarem dados de alta qualidade.

p Abordar esta questão, O programa InVEST da NASA financiou uma equipe liderada por Joel Johnson da Ohio State University para desenvolver o CubeRRT, a missão de validação da tecnologia de interferência de radiofrequência do radiômetro CubeSat. "Nossa tecnologia, "disse Johnson, "fará com que nossos radiômetros de observação da Terra ainda possam continuar a operar na presença dessa interferência."

p RFI já afeta os dados coletados por satélites de observação da Terra. Para mitigar este problema, as medições são transmitidas para o solo, onde são processadas para remover quaisquer dados corrompidos por RFI. É um processo complicado e requer que mais dados sejam transmitidos para a Terra. Com os futuros satélites encontrando ainda mais RFI, mais dados podem ser corrompidos e as missões podem não ser capazes de cumprir seus objetivos científicos.

p Johnson colaborou com tecnólogos do JPL e Goddard Space Flight Center, Cinto Verde, Maryland, desenvolver o satélite CubeRRT para demonstrar a capacidade de detectar RFI e filtrar dados corrompidos por RFI em tempo real a bordo da espaçonave. A espaçonave foi desenvolvida pela Blue Canyon Technologies, Pedregulho, Colorado.

p Uma das medições meteorológicas coletadas por radiômetro importantes para os pesquisadores envolve processos de nuvem, especificamente o desenvolvimento de tempestades e a identificação do momento em que a chuva começa a cair. Atualmente, satélites meteorológicos passam sobre tempestades apenas uma vez a cada três horas, não com frequência suficiente para identificar muitas das mudanças nos sistemas dinâmicos de tempestades. Mas o desenvolvimento de um novo, sistema de radiômetro extremamente compacto pode mudar isso.

p O programa Earth System Science Pathfinder da NASA selecionou Steven Reising da Colorado State University e parceiros do JPL para desenvolver, construir, e demonstrar um radiômetro de cinco frequências baseado em tecnologias de amplificador de baixo ruído recentemente disponíveis, desenvolvidas com o suporte da ESTO. A missão TEMPEST-D (Experimento Temporal para Tempestades e Demonstração de Sistemas Tropicais) validará a tecnologia do radiômetro miniaturizado e demonstrará a capacidade da espaçonave de realizar manobras de arrasto para controlar a baixa altitude terrestre do TEMPEST-D e sua posição em órbita. O instrumento se encaixa em um CubeSat 6U da Blue Canyon Technologies - o mesmo tamanho CubeSat do RainCube e CubeRRT.

p "Com uma constelação semelhante a um trem de CubeSats semelhantes ao TEMPEST, poderíamos tirar amostras de tempo a cada cinco a 10 minutos para ver como uma tempestade se desenvolve, "disse Reising. Isso melhoraria o tempo de revisita do satélite de três horas, especialmente ao coletar dados sobre tempestades tropicais, como furacões, que podem se intensificar e mudar rapidamente.

p RainCube, O CubeRRT e o TEMPEST-D estão atualmente integrados a bordo da espaçonave Cygnus da Orbital ATK e aguardam o lançamento de um foguete Antares. Depois que os CubeSats chegaram à estação, eles serão implantados em órbita baixa da Terra e começarão suas missões para testar essas novas tecnologias úteis para prever o tempo, garantindo a qualidade dos dados, e ajudando os pesquisadores a entender melhor as tempestades.