A NASA está pronta para lançar um novo instrumento espacial que usará o ponto de vista da Estação Espacial Internacional para monitorar o ciclo de carbono da Terra. Uma continuação da missão OCO-2 ainda ativa, O OCO-3 trará não apenas um novo ponto de vista, mas novas técnicas e novas tecnologias para as observações de dióxido de carbono da NASA. Por que estamos lançando um novo observatório de carbono? Leia.

Por que dióxido de carbono?

Dióxido de carbono (CO ₂ ) entra e sai naturalmente do ar de plantas e animais, o oceano, e terra, com o ciclo permanecendo em equilíbrio no longo prazo. CO ₂ adicionado à atmosfera pelas atividades humanas nos últimos 250 anos aumentou a quantidade de gás que permanece na atmosfera. Este gás extra retém o calor através do efeito estufa, resultando em um aquecimento do clima. A NASA e outras instituições científicas ficam de olho nesta e em outras mudanças atmosféricas e nas formas como a Terra está respondendo a elas, procurando continuamente melhorar nossas observações. OCO-3 é a mais recente adição à frota global baseada no espaço que observa esse gás de efeito estufa crítico. OCO-3 foi construído adaptando uma versão duplicada do OCO-2, originalmente construído como um "sobressalente de vôo - uma cópia exata que uma missão cria no caso de haver um problema com o instrumento original. Assim, o OCO-3 irá estender e aprimorar um conjunto de dados que já provou seu valor.

Por que a estação espacial?

A estação espacial circunda a Terra entre 52 graus ao norte e 52 graus ao sul de latitudes - aproximadamente as latitudes de Londres e Patagônia. A grande maioria das cidades e terras agrícolas da Terra, responsável pela maior parte da absorção e emissões de carbono do nosso planeta, cair dentro desta zona. Onde a órbita polar do OCO-2 assume cada local exatamente na mesma hora do dia, a órbita da estação espacial colocará OCO-3 sobre cada local em um momento ligeiramente diferente em cada órbita. Montado externamente na parte inferior da estação espacial, OCO-3 irá coletar as primeiras observações do amanhecer ao anoitecer das variações do dióxido de carbono do espaço nas regiões tropicais e de latitude média, dando uma melhor visão dos processos de emissão e absorção. Por exemplo, os vastos estoques de carbono da floresta amazônica em rápida mudança são uma parte crítica do ciclo de carbono da Terra, mas quando OCO-2 voa sobre a floresta por volta das 13h30, as nuvens da tarde geralmente se acumulam, ocultando a região da visão do instrumento. OCO-3 vai passar pela Amazônia a qualquer hora do dia, capturando muito mais dados sem nuvem.

Que tipo de instrumento é o OCO-3?

É um espectrômetro - na verdade, três espectrômetros compartilhando um telescópio. Como rádios sintonizados em diferentes estações, os espectrômetros são "ajustados" para observar diferentes conjuntos de comprimentos de onda no espectro eletromagnético. Cada gás atmosférico absorve a luz do sol em um conjunto específico de comprimentos de onda, e o dióxido de carbono não é exceção. Dois dos espectrômetros do OCO-3 registram dois conjuntos de comprimentos de onda onde a absorção de dióxido de carbono é forte; o terceiro registra comprimentos de onda com forte absorção de oxigênio, que os pesquisadores precisam para calcular o número total de moléculas na parte da atmosfera onde a medição foi feita. Combinar os dados dos três espectrômetros permite aos pesquisadores obter uma medição de CO2 tão precisa que registra a diferença entre, por exemplo, 405 e 406 moléculas do gás em cada 1 milhão de moléculas de ar.

O OCO-3 pode ver algo além do carbono?

OCO-3 observa um brilho muito fraco que as plantas emitem durante a fotossíntese, chamada fluorescência induzida pelo sol (SIF). Esta luz é muito fraca para humanos perceberem em circunstâncias normais, mas é o indicador mais preciso da fotossíntese que pode ser medido do espaço. Conforme o clima da Terra muda, as chuvas e a temperatura estão mudando o crescimento das plantas em todo o mundo de maneiras que podem afetar a segurança alimentar mundial. Entender exatamente quando acontece a fotossíntese - como sua inicialização e desligamento sazonal estão mudando em locais remotos ao redor do globo - pode nos ajudar a nos preparar para os desafios do futuro. A medição SIF do OCO-3 terá a mesma alta resolução do OCO-2, e o novo instrumento adicionará a capacidade de girar rapidamente e apontar seus sensores para torres no solo onde o SIF é monitorado localmente, coleta de dados quase na mesma escala espacial dessas torres para que suas medições possam ser validadas. Como a fotossíntese é uma parte importante do ciclo global do carbono, os dados SIF complementam as medições de dióxido de carbono do OCO-3.

O que mais é novo?

OCO-3 demonstrará uma nova técnica para medir as emissões de carbono urbanas, erupções vulcânicas e outras fontes locais de carbono do espaço. As origens do dióxido de carbono podem ser difíceis de discernir por satélite porque o gás se mistura rápida e uniformemente com o ar. Por exemplo, sabemos a partir de dados de emissões globais que mais de 70 por cento das emissões de dióxido de carbono das atividades humanas vêm das cidades. A órbita do OCO-2 produz uma longa faixa de medições que cortam algumas cidades, mas ainda é um desafio reunir dados de satélite com detalhes suficientes para diferenciar entre a produção da própria cidade e o CO2 que foi levado para a cidade pelas correntes de ar, que pode ter sido lançado meses atrás no outro lado do globo. O novo recurso do OCO-3 é chamado de "modo instantâneo". Esta técnica de varredura, habilitado pela capacidade do instrumento de girar e apontar rapidamente, produz uma manta de medidas bem tecida sobre uma área de cerca de 50 por 50 milhas (80 por 80 quilômetros) - aproximadamente o tamanho da Bacia de Los Angeles.