p Um novo instrumento que já provou seu valor em campanhas de campo tentará medir os gases de efeito estufa atmosféricos a partir de uma visão ocultista, Missão CubeSat em órbita baixa da Terra chamada Mini-Carb no início do próximo ano - marcando a primeira vez que este tipo de instrumento voou no espaço. p Emily Wilson, um cientista do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, está se unindo ao Laboratório Nacional Lawrence Livermore, ou LLNL, voar um menor, versão mais robusta de seu mini-Radiômetro Heterodyne Laser patenteado, ou mini-LHR, em uma plataforma CubeSat construída com LLNL no início do próximo ano.

p Wilson demonstrou o mini-LHR baseado em terra durante várias campanhas de campo no Alasca, a Bacia do Rio Amazonas, e o Observatório Real de Edimburgo, Escócia, entre outros locais. Altamente portátil, o mini-LHR é composto de componentes disponíveis comercialmente e literalmente pode ir a qualquer lugar para coletar medições.

p Embora a NASA esteja medindo atualmente o dióxido de carbono do espaço, a agência nunca usou um radiômetro heteródino a laser para fazer o trabalho.

p Os radiômetros heteródinos a laser foram adaptados da tecnologia de receptor de rádio. Nesta variação, as concentrações de gases de efeito estufa são encontradas medindo sua absorção da luz solar infravermelha. Cada sinal de absorção é misturado à luz laser em um fotorreceptor rápido dentro do instrumento e o sinal resultante é detectado em uma freqüência de rádio mais fácil de processar. Embora seja semelhante a outras técnicas de absorção, como aqueles usados ​​no Orbiting Carbon Observatory-2, a radiometria heteródina a laser oferece maior resolução espectral, bem como melhores níveis de sinal-ruído devido à mistura interna de luz solar com luz laser, Wilson explicou.

p Outras vantagens são que o mini-LHR é mais compacto e não inclui peças móveis, Wilson acrescentou. Além disso, o instrumento pode medir três gases de efeito estufa:além do dióxido de carbono, seu instrumento pode medir simultaneamente o vapor d'água e o metano no limbo atmosférico da Terra. "E comparativamente falando, o instrumento custou uma pequena fração para ser construído em comparação com o mais tradicional, instrumentos não CubeSat, "Wilson disse." Este é o epítome da ciência com um orçamento apertado. "

p Voo a bordo do novo ônibus CubeSat

p Do tamanho de uma torradeira, a versão de vôo de seu instrumento voará como a única carga útil no novo LLNL, Ônibus CubeSat 6U de 11 libras conhecido como CNGB - abreviação de CubeSat Next Generation Bus. O CubeSat Office no National Reconnaissance Office originou o conceito CNGB, financiando pesquisadores no LLNL, a Escola Naval de Pós-Graduação, e o Laboratório de Dinâmica Espacial para desenvolver uma arquitetura de nanossatélites de propriedade do governo que poderia suportar uma ampla gama de missões. Mini-Carb é a primeira missão a fazer isso.

p "Emily tinha uma carga sem satélite e nós tínhamos uma espaçonave sem carga, "disse Vincent Riot, um engenheiro LLNL que ajudou a desenvolver o ônibus CNGB, que oferece aos usuários um recurso plug-and-play que permite uma configuração e integração rápidas. "Foi aí que essa parceria se formou. Esta é uma missão de prova de conceito para mostrar que podemos fazer ciência excelente com nossa plataforma, "Riot disse.

p O voo de estreia do instrumento de Wilson e do CubeSat do LLNL está programado para janeiro de 2019 por meio do Programa de Teste Espacial da Força Aérea. Wilson e sua equipe entregaram recentemente o instrumento ao LLNL, onde ajudaram a integrá-lo à espaçonave em preparação para o vôo.

p Troposfera Superior, Baixa estratosfera direcionada

p Uma vez em órbita, Mini-Carb observará a região entre a alta troposfera e a baixa estratosfera entre seis e 18 milhas acima da superfície da Terra. As medições nesta região atmosférica fornecem informações importantes sobre a circulação estratosférica e como ela responde ao aumento das concentrações de gases de efeito estufa. “Medir a circulação estratosférica e sua variabilidade são essenciais para projetar como as mudanças climáticas afetarão o ozônio estratosférico, "Wilson disse.

p Os cientistas acreditam que os aumentos projetados de metano e dióxido de carbono neste século afetarão vários processos físicos que impulsionam as mudanças climáticas, ela disse. Metano, que tem vida especialmente longa, resulta no aumento da produção de vapor de água estratosférico e hidróxido, que afeta diretamente o ozônio, a camada que protege a Terra da radiação ultravioleta prejudicial. "Por causa do papel do metano na mudança química da camada de ozônio e por causa de sua longa vida útil, medições de metano são especialmente valiosas, "Wilson disse.

p Como seu irmão baseado em terra, o instrumento Mini-Carb é feito de peças comerciais e opera passivamente, ou seja, ele coleta a luz solar que absorveu os gases de efeito estufa visados. Essa luz é combinada com a luz laser sintonizada nos comprimentos de onda do infravermelho e depois amplificada. Por meio de uma série de outras etapas, o instrumento pode revelar as concentrações dos gases de efeito estufa contidos na atmosfera.

p Embora Wilson tenha desenvolvido originalmente os instrumentos terrestres e espaciais para estudar as mudanças climáticas na Terra, o instrumento também pode ser empregado em uma sonda ou sonda para estudar as condições atmosféricas em outros planetas, ela disse.

p O objetivo imediato, Contudo, está demonstrando o Mini-Carb no espaço. "Se conseguirmos uma medição, Vou considerar um sucesso. Há potencial para uma extensão se a missão funcionar, "Riot disse." Se isso funcionar, nosso sucesso pode levar a projetos maiores no futuro, Wilson acrescentou. "Este é um grande negócio para nós."