Ao longo da trilha terrestre dos satélites (topo), a distância entre as espaçonaves entre eles muda conforme a distribuição de massa por baixo (ou seja, das montanhas, etc.) varia. As pequenas mudanças medidas pelo instrumento de alcance de microondas (meio) concordam bem com as características topográficas ao longo da órbita (parte inferior). Crédito:NASA / JPL-Caltech / GFZ
Menos de três semanas após o lançamento, a missão Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO) concluiu com sucesso sua primeira fase de missão e demonstrou o desempenho do sistema de alcance de microondas preciso que permite medições exclusivas de como a massa migra ao redor do nosso planeta.
A espaçonave gêmea foi lançada em 22 de maio da Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia. Os engenheiros e controladores de missão da NASA e do Centro Alemão de Pesquisa de Geociências (GFZ) no Centro de Operações Espaciais Alemão em Oberpfaffenhofen passaram os primeiros dias completando o lançamento da missão e a fase inicial de operações, passando para um período de verificação em órbita de 85 dias. As operações científicas começarão quando esse período for concluído com êxito.
Durante a fase inicial, os satélites gêmeos GRACE-FO foram manobrados em sua formação de órbita operacional a aproximadamente 137 milhas (220 quilômetros) de distância. Os sistemas da espaçonave foram ligados, verificado e considerado o desempenho esperado. Os engenheiros também ativaram os dois instrumentos principais:os acelerômetros, que medem as forças nos satélites além da gravidade, tais como arrasto atmosférico ou pressão de radiação solar; e os instrumentos de alcance de microondas, que medem com precisão as mudanças de distância entre os dois satélites enquanto orbitam a Terra. Variações no campo gravitacional da Terra causadas por mudanças na distribuição da massa da Terra na superfície do planeta e abaixo dela - como a retirada da água subterrânea e o derretimento do gelo - fazem com que a distância entre os dois satélites varie levemente.
Os instrumentos de alcance de microondas GRACE-FO permitem medições de distância com uma precisão melhor do que um mícron - menor que o diâmetro de uma célula sanguínea, ou um décimo da largura de um cabelo humano.
Durante qualquer órbita única dos satélites, algumas das maiores variações de gravidade na Terra, vistas nos dados de alcance dos satélites, são devidas a enormes cadeias de montanhas. Para demonstrar o desempenho inicial do sistema de alcance de microondas GRACE-FO, a equipe examinou suas medições das mudanças na distância entre os dois satélites enquanto eles sobrevoavam o Himalaia. Os resultados são mostrados em uma figura que os membros da equipe apelidaram de "O enredo do Himalaia, "que pode soar como o nome de um filme de mistério. No entanto, o nome de trabalho da figura na verdade se refere às mudanças de distância medidas pelo sistema de alcance de microondas enquanto os satélites voavam sobre as montanhas. As linhas onduladas do gráfico mostram como a distância entre os satélites varia conforme os satélites passam sobre os oceanos, áreas de terra, e particularmente as montanhas enquanto orbitam a Terra. As mudanças de distância entre satélites observadas, que pode ser tão grande quanto centenas de mícrons, estão de acordo com as expectativas. Esses resultados dão à equipe a confiança de que o principal sistema de alcance de microondas da missão está funcionando bem.
Medindo até mesmo mudanças mínimas na distância entre os satélites, GRACE-FO pode detectar as variações mensais no campo gravitacional da Terra causadas pelo movimento de massa tão pequena quanto cerca de meia polegada (1 centímetro) de água sobre uma área de cerca de 200 milhas (320 quilômetros) de diâmetro.
Os dados do GRACE-FO fornecerão percepções exclusivas sobre as mudanças climáticas da Terra, incluindo mudanças em grande escala nos mantos de gelo e geleiras do nosso planeta; Processos do sistema terrestre que definem nosso ambiente, como secas e terremotos; e até mesmo os impactos de algumas atividades humanas, tais como mudanças nos níveis dos aqüíferos resultantes do bombeamento de água subterrânea para uso na agricultura. As observações do GRACE-FO prometem proporcionar benefícios de longo alcance para a sociedade.