Olhando para a Terra da Estação Espacial Internacional, astronautas veem grande, nuvens brancas se espalhando por todo o planeta. Eles não conseguem distinguir uma nuvem de chuva cinza de uma nuvem branca e fofa. Embora os satélites possam ver através de muitas nuvens e estimar a precipitação líquida que contêm, eles não podem ver as partículas menores de gelo que criam enormes nuvens de chuva.

Um pequeno satélite experimental preencheu este vazio e capturou a primeira imagem global das pequenas partículas congeladas dentro das nuvens, normalmente chamadas de nuvens de gelo.

Implantado da estação espacial em maio de 2017, IceCube está testando instrumentos quanto à sua capacidade de fazer medições baseadas no espaço dos pequenos, cristais congelados que formam nuvens de gelo. "Fortes chuvas se originam de nuvens de gelo, "disse Dong Wu, Investigador principal do IceCube no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

Nuvens de gelo começam como minúsculas partículas no alto da atmosfera. Absorvendo umidade, os cristais de gelo crescem e ficam mais pesados, fazendo com que caiam para altitudes mais baixas. Eventualmente, as partículas ficam tão pesadas, eles caem e derretem para formar gotas de chuva. Os cristais de gelo também podem ficar no ar.

Como outras nuvens, As nuvens de gelo afetam o orçamento de energia da Terra refletindo ou absorvendo a energia do Sol e afetando a emissão de calor da Terra para o espaço. Assim, nuvens de gelo são variáveis ​​importantes nos modelos de tempo e clima.

Esta é uma média de três meses de nuvens de gelo. As áreas de pico mais brilhantes representam a maior concentração de nuvens de gelo. Eles também são os pontos com forte precipitação abaixo. Eles alcançam o topo da troposfera por convecção profunda, que normalmente é mais forte nos trópicos.

A medição do gelo atmosférico em escala global permanece altamente incerta porque os satélites não foram capazes de detectar a quantidade de pequenas partículas de gelo dentro das nuvens, como essas partículas são muito opacas para os sensores infravermelhos e visíveis penetrarem. Para superar essa limitação, O IceCube foi equipado com um radiômetro submilímetro que faz a ponte entre a sensibilidade perdida entre os comprimentos de onda infravermelho e de microondas.

Apesar de pesar apenas 5 quilos e ser do tamanho de um pão, IceCube é uma nave espacial genuína, completo com controle de atitude de três eixos, painéis solares implantáveis ​​e uma antena de comunicações UHF implantável. O CubeSat gira em torno de seu eixo, como um prato girando em um poste. Ele aponta para a Terra para fazer uma medição, em seguida, olha para o espaço frio para calibrar.

Originalmente uma missão de demonstração de tecnologia de 30 dias, O IceCube ainda está totalmente operacional na órbita baixa da Terra quase um ano depois, medir nuvens de gelo e fornecer dados "bons o suficiente para fazer ciência real, "Wu disse.

"A parte difícil de desenvolver o CubeSat é tornar as peças comerciais duráveis ​​no espaço, "disse Tom Johnson, O gerente de pequenos satélites de Goddard estacionado nas instalações de vôo Wallops da NASA na Virgínia. "Compramos componentes comerciais para o IceCube e passamos muito tempo testando os componentes, garantindo que cada parte funcionasse."

Durante o ano passado, os engenheiros testaram os limites do satélite em órbita. Eles queriam ver se as baterias do instrumento armazenavam energia suficiente para funcionar por 24 horas. IceCube carrega suas baterias quando o Sol brilha em seus painéis solares. Durante o teste, as salvaguardas impediram que o satélite perdesse toda a sua potência e encerrasse a missão; Contudo, o teste foi bem sucedido. As baterias operaram o IceCube durante toda a noite e recarregaram durante o dia. Essa mudança tornou o CubeSat mais valioso para a coleta de dados científicos.

Enquanto a equipe do IceCube planejava que a missão operasse por 30 dias no espaço, "Não custa muito mantê-lo funcionando, "Johnson disse, "então estendemos a missão devido à excelente ciência que o IceCube está realizando. Baixamos dados de oito a 10 vezes por semana. Mesmo se perdermos uma semana, o CubeSat pode armazenar algumas semanas de dados. "

Johnson diz que não está surpreso com a duração do IceCube. "Vai durar cerca de um ano, quando ele vai reentrar na atmosfera da Terra e queimar. "

A equipe do IceCube construiu a espaçonave usando fundos do programa In-Space Validation of Earth Science Technologies (InVEST) do Earth Science Technology Office da NASA (ESTO) e da Science Mission Directorate CubeSat Initiative da NASA.

Pequenos satélites, incluindo CubeSats, estão desempenhando um papel cada vez maior na exploração, demonstração de tecnologia, pesquisa científica e investigações educacionais na NASA. Eles têm sido usados ​​na exploração do espaço planetário, 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.