O trabalho já começou em uma nova missão CubeSat que irá demonstrar pela primeira vez um novo, técnica altamente promissora para medir a umidade do solo a partir do espaço - dados importantes para avisos de enchentes e secas antecipadas, bem como previsões de rendimento de safras.

A missão de demonstração de tecnologia, Sinais de oportunidade:investigação da banda P, irá validar uma técnica de sensoriamento remoto chamada sinais de oportunidade. Embora os cientistas tenham provado o conceito em campanhas terrestres, SNoOPI, como a missão também é conhecida, será a primeira demonstração em órbita quando for implantado em uma órbita baixa da Terra em 2021.

Em última análise, os cientistas querem voar uma constelação de minúsculos satélites, todos empregando a mesma técnica, para determinar a quantidade de água armazenada na neve acumulada e a que está presente no solo na zona da raiz - medições que não são possíveis com a tecnologia espacial atual.

Para coletar esses dados, SNoOPI irá operar de forma um pouco diferente das outras missões. Em vez de gerar e transmitir seus próprios sinais de rádio para a Terra e, em seguida, analisar o sinal de retorno, aproveitará os sinais de telecomunicações já disponíveis.

Especificamente, SNoOPI irá recuperar o sinal de rádio da banda P, que é sensível aos níveis de umidade, nas transmissões de um satélite de telecomunicações em órbita 22, 000 milhas acima da superfície da Terra. Tal como acontece com a luz visível, esses sinais atingem a Terra, interagir com o meio ambiente, e literalmente saltar de volta para o espaço onde o único instrumento do SNoOPI está à espreita para coletar a frequência da banda P. Ao analisar os sinais retornados, os cientistas podem derivar leituras de umidade.

Aplicação Ideal

Para a missão SNoOPI, a técnica de sinais de oportunidade é ideal, disse Jeffrey Piepmeier, um dos vários engenheiros do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, envolvido na missão liderada pelo Professor James Garrison da Purdue University. Validação In-Space da NASA de Tecnologias de Ciências da Terra, ou InVEST, programa está financiando o desenvolvimento da SNoOPI.

Passivo Ativo de Umidade do Solo da NASA, ou SMAP, missão está atualmente coletando dados de umidade. Contudo, em vez de banda P, ele emprega outra freqüência de rádio - a banda L de alta freqüência - para mapear a quantidade de água nas duas polegadas superiores do solo em toda a superfície da Terra. Contudo, O SMAP não pode coletar leituras de umidade no nível da raiz. Ele também encontra dificuldades ao medir a umidade do solo em áreas florestais e montanhosas.

Frequências mais baixas, como a banda P, pode viajar quatro vezes mais fundo no solo ou neve, superando assim a limitação da banda L. Mas a banda P tem suas próprias deficiências. Como os instrumentos tradicionais de banda P são propensos a interferências de rádio causadas por transbordamento de sinal de usuários do espectro vizinho, eles requerem uma grande antena para transmitir e receber sinais ativamente para obter resolução espacial suficiente.

Porque SNoOPI reutiliza sinais de telecomunicações já existentes, não precisa de transmissor. Além disso, o sinal de telecomunicações que o SNoOPI finalmente captura depois de retornar ao espaço é extremamente poderoso, eliminando a necessidade de uma antena grande, Piepmeier explicou.

"A eficiência do sinal torna esta técnica muito econômica, "Piepmeier disse." Porque eliminamos a necessidade de uma antena grande, permite o uso da técnica em um CubeSat, que pode ser do tamanho de um pão. "

Goddard e o Laboratório de Propulsão a Jato em Pasadena, Califórnia, estão construindo o instrumento da SNoOPI e um fornecedor externo fornecerá o barramento CubeSat. Guarnição, que concebeu a técnica de sinais de oportunidade da banda P, está gerenciando o esforço geral de desenvolvimento da missão.

Caso a técnica seja eficaz no espaço, a equipe acredita que a NASA poderia voar até nove pequenos satélites ao longo de uma órbita polar para construir mapas da zona raiz necessários para meteorologistas, gestores de água, agricultores, e operadores de usinas de energia.

Pequenos satélites, incluindo CubeSats, estão desempenhando um papel cada vez maior na exploração, demonstração de tecnologia, pesquisa científica e investigações educacionais na NASA, incluindo:exploração do espaço planetário; Observações da Terra; ciência fundamental da Terra e do espaço; e desenvolver instrumentos científicos precursores, como comunicações de laser de ponta, comunicações de satélite a satélite e capacidades de movimento autônomo.