Duas missões de descoberta de caminhos da NASA foram recentemente implantadas na órbita baixa da Terra, onde estão demonstrando novas tecnologias para observar gases atmosféricos, medir água doce e até detectar sinais de potenciais erupções vulcânicas.



O Signals of Opportunity P-Band Investigation (SNoOPI), um receptor de rádio de baixo ruído, testa uma nova técnica para medir a umidade do solo na zona radicular, aproveitando sinais de rádio produzidos por satélites comerciais - um grande trabalho para um CubeSat 6U do tamanho de um caixa de sapatos.

Separadamente, o Imageador Térmico Hiperespectral (HyTI) está medindo gases residuais ligados a erupções vulcânicas. HyTI, também um CubeSat 6U, poderia abrir caminho para futuras missões dedicadas à detecção de erupções vulcânicas com semanas ou meses de antecedência.

Ambos os instrumentos foram lançados em 21 de março da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral da NASA para a Estação Espacial Internacional a bordo da espaçonave de carga Dragon da SpaceX como parte da 30ª missão comercial de reabastecimento da empresa. Em 21 de abril, os instrumentos foram colocados em órbita a partir da estação.

'Ás voador' para encontrar água doce no solo e na neve

Como técnica de medição, “os sinais de oportunidade tentam reutilizar o que já existe”, disse James Garrison, professor de aeronáutica e astronáutica na Universidade Purdue e investigador principal do SNoOPI.

Garrison e sua equipe tentarão coletar os sinais de rádio da banda P produzidos por muitos satélites comerciais de telecomunicações e reaproveitá-los para aplicações científicas. O instrumento maximiza o valor dos ativos espaciais já em órbita, transformando os sinais de rádio existentes em ferramentas de investigação.

“Observando o que acontece quando os sinais de satélite são refletidos na superfície da Terra e comparando isso com o sinal que não foi refletido, podemos extrair propriedades importantes sobre a superfície onde o sinal é refletido”, disse Garrison.

Os sinais de rádio da banda P são poderosos, penetrando na superfície da Terra a uma profundidade de cerca de 30 cm. Isso os torna ideais para estudar a umidade do solo na zona radicular e o equivalente em água da neve.

“Ao monitorar a quantidade de água no solo, obtemos uma boa compreensão do crescimento das culturas. Também podemos monitorar a irrigação de forma mais inteligente”, disse Garrison. "Da mesma forma, a neve é ​​muito importante porque é também um local onde a água é armazenada. Tem sido difícil medir com precisão em escala global com sensoriamento remoto."

Alto tempo para HyTI e imagens térmicas de alta resolução

"Eu estudo vulcões do espaço para tentar descobrir quando eles vão começar e parar de entrar em erupção", disse Robert Wright, diretor do Instituto de Geofísica e Planetologia do Havaí na Universidade do Havaí em Mānoa e investigador principal do HyTI.

Imagens hiperespectrais como o HyTI medem um amplo espectro de assinaturas de radiação térmica e são particularmente úteis para caracterizar gases em baixas concentrações. Wright e sua equipe esperam que o HyTI os ajude a quantificar as concentrações de dióxido de enxofre na atmosfera ao redor dos vulcões.

Semanas ou mesmo meses antes de entrarem em erupção, os vulcões frequentemente emitem quantidades cada vez maiores de dióxido de enxofre e outros gases residuais. Medir esses gases pode indicar uma erupção iminente. A sensibilidade do HyTI à radiação térmica também será útil para observar vapor de água e convecção.

"Existem dois objetivos científicos para o HyTI. Queremos tentar melhorar a forma como podemos prever quando um vulcão entrará em erupção e quando uma erupção vulcânica terminará", disse Wright. "E também mediremos o teor de umidade do solo no que se refere à seca."

Através do seu Earth Science Technology Office (ESTO), a NASA trabalhou em estreita colaboração com Garrison e Wright para ajudar a transformar a sua investigação em protótipos totalmente funcionais e prontos para o espaço.

“O programa ESTO permite que os cientistas tenham ideias interessantes e as transformem em realidade”, disse Wright. Garison concordou. "ESTO tem sido um grande parceiro."

Fornecido pela NASA