Quando o Orbiting Carbon Observatory 3, OCO-3, vai para a Estação Espacial Internacional, trará uma nova visão - literalmente - aos estudos do ciclo do carbono da Terra.

De sua posição na estação espacial, OCO-3 observará medições quase globais de dióxido de carbono na terra e no mar, logo após o nascer do sol até um pouco antes do pôr do sol. Isso o torna muito mais versátil e poderoso do que seu antecessor, OCO-2.

"OCO-2 revisita áreas da Terra aproximadamente na mesma hora do dia devido à sua órbita sincronizada com o sol, "disse Matt Bennett, Engenheiro de sistemas de projeto do OCO-3 no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. "OCO-3 vai expandir o período de tempo dessa cobertura e observar a presença de dióxido de carbono em vários momentos do dia."

Como a estação espacial orbita a Terra a cada 90 minutos, OCO-3 completará 16 passes por dia.

"O objetivo da missão é continuar o legado do OCO-2, mas da perspectiva da Estação Espacial Internacional, "Bennett disse.

O instrumento espacial OCO-3 é o predecessor imediato do OCO-2, que estuda a distribuição de dióxido de carbono e detecta pontos críticos de emissão e vulcões desde 2014.

Espelhos, Motores e modo de mapeamento

Os novos recursos do OCO-3 dependem fortemente de um inovador conjunto de espelho giratório, que Bennett descreveu como um "mecanismo de apontamento muito ágil".

"Quando OCO-2 aponta em direção a um alvo de observação, toda a espaçonave tem que girar, "Bennett disse." Como OCO-3 é um 'passageiro' na estação espacial, tivemos que adicionar o conjunto de espelho apontador para apontar independentemente da estação. "

O conjunto apontador usa dois pares de espelhos para girar em duas direções complementares - uma paralela à superfície da Terra, a outra perpendicular. Esta configuração permite ao OCO-3 apontar para qualquer lugar dentro do campo de visão da estação espacial, mas também permite capturar "mapas instantâneos - minimapas detalhados de dióxido de carbono - sobre áreas de interesse.

Este modo de mapeamento instantâneo pode medir as emissões de fontes que variam de áreas relativamente pequenas em torno de usinas de energia a grandes áreas urbanas até 1, 000 milhas quadradas (2, 590 quilômetros quadrados) em apenas dois minutos. Isso significa que OCO-3 pode medir toda a Bacia de Los Angeles em apenas uma única passagem - uma tarefa que levaria OCO-2 vários dias.

Medir grandes áreas urbanas é particularmente importante para os cientistas, uma vez que cerca de 70% do total das emissões de combustíveis fósseis vêm de grandes cidades.

"Essas medições direcionadas nos ajudarão a distinguir quais fontes de dióxido de carbono estão na natureza e quais são antropogênicas, ou causado por humanos, "Bennett disse.

Ao medir o dióxido de carbono, OCO-3 pode medir simultaneamente o quão bem as plantas estão realizando a fotossíntese, medindo o quanto sua clorofila "fluorescente - ou emite um comprimento de onda específico de luz - enquanto iluminada pelo Sol. Isso ajudará os cientistas do ciclo do carbono a observar como a vegetação está absorvendo dióxido de carbono. no solo e como a atmosfera circundante está respondendo.

"Veremos como as diferentes fontes de dióxido de carbono, e sumidouros - áreas que coletam carbono, como florestas e oceanos - variam de dia, por temporada e anualmente, "Bennett disse.

Uma vez que OCO-2 ainda está coletando dados, as duas missões terão calibração cruzada medindo carbono em algumas das mesmas áreas da Terra, o que melhora a verificação dos dados.

Diretor de Ciência e Tecnologia da Terra do JPL, Diane Evans, disse que as observações combinadas de ambas as missões OCO fornecerão informações mais abrangentes sobre o estado do carbono em nosso planeta.

"Eles irão adicionar ao crescente corpo de pesquisa de várias missões de observação da Terra, "Evans disse." E combinar esses dados com conjuntos de dados de outros instrumentos na estação espacial, como ECOSTRESS e GEDI, tornará possível responder a perguntas-chave sobre as interações dos ciclos do carbono e da água. "

Lançar, Chegada e Coreografia Robótica

O lançamento do OCO-3 está programado para 03h59 EDT (12h59 PDT) em maio. Assista ao vivo na NASA TV e em nasa.gov/live. É uma janela de lançamento instantâneo, então, se por algum motivo ele não for lançado no momento programado preciso, o lançamento precisa esperar até o dia seguinte.

"Eu definitivamente tenho o nervosismo pré-lançamento, "disse Bennett - certamente não o primeiro JPLer a ter essa experiência poucos dias antes do lançamento.

OCO-3 está pegando uma carona para a Estação Espacial Internacional em uma cápsula do Space-X Dragon, lançado em um foguete Falcon 9. Dois braços robóticos darão as boas-vindas ao OCO-3 na estação:um para puxar OCO-3 para fora do porta-malas da cápsula, outro para pegá-lo e instalá-lo no módulo Japanese Experiment-Exposed Facility. Tudo isso acontece enquanto OCO-3 está sem energia, portanto, ele deve ser instalado antes que fique muito frio. Embora isso soe como um roedor de unhas, os operadores da estação executaram com sucesso essa coreografia robótica cuidadosamente elaborada para várias cargas úteis nos últimos anos.

Como hóspedes corteses, OCO-3 e sua equipe seguirão certas "regras da casa" da estação espacial. Por exemplo, quando as missões de reabastecimento da Terra chegam para entregar experiências científicas e essenciais aos astronautas, OCO-3 vai "fazer uma pausa" durante o processo de encaixe e rolar com ele - literalmente, conforme a estação gira para diferentes atitudes, Incluindo, Bennett observou, "barriga para cima, sem vista para o instrumento. "O instrumento também deve apontar ao redor das matrizes solares da estação. E, claro, às vezes, os astronautas na estação têm que realizar um EVA - uma atividade extraveicular, também conhecido como uma caminhada no espaço. O OCO-3 irá desligar para os EVAs realizados nas proximidades para manter os astronautas protegidos do mecanismo de apontamento móvel e do equipamento de alta tensão.

Bennett diz que embora esses fatores apresentem novos desafios para a equipe OCO-3, ele e seus colegas estão entusiasmados em ver como esta "sala com vista" e os espelhos giratórios do instrumento oferecem novos insights sobre o ciclo do carbono da Terra.